DE102020122678A1

DE102020122678A1 - planetary gear

Info

Publication number: DE102020122678A1
Application number: DE102020122678.0A
Authority: DE
Inventors: Eric Sibber; David Krüger; Jan Schwarze
Original assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Current assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2022-03-03

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. Es ist eine Buchse (7) vorgesehen, die in der Innenbohrung (320) des Planetenrads (32) angeordnet ist und eine Innenfläche (71) und eine Außenfläche (72) aufweist, wobei die Innenbohrung (320) des Planetenrads (32) eine im Querschnitt von einer kreisförmigen Form abweichende Form aufweist, die Außenfläche (72) der Buchse (7) eine entsprechende, ebenfalls im Querschnitt von einer kreisförmigen Form abweichende Form aufweist und formschlüssig mit der Innenbohrung (320) des Planetenrads (32) verbunden ist, und die Innenfläche (71) der Buchse (7) ein Gleitlager (65) mit dem Planetenstift (6) bildet.The invention relates to a planetary gear 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. A bushing (7) is provided, which is arranged in the inner bore (320) of the planet wheel (32) and has an inner surface (71) and an outer surface (72), the inner bore (320) of the planet wheel (32) having an im cross-section deviating from a circular shape, the outer surface (72) of the bushing (7) has a corresponding cross-section also deviating from a circular shape and is positively connected to the inner bore (320) of the planet wheel (32), and the Inner surface (71) of the bushing (7) forms a plain bearing (65) with the planetary pin (6).

Description

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Gasturbinentriebwerk mit einem solchen Planetengetriebe.The invention relates to a planetary gear according to the preamble of patent claim 1 and a gas turbine engine with such a planetary gear.

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 sind Planetenstifte angeordnet, die mit einem Planetenträger verbunden sind. Der Planetenträger ist mit einem Antrieb für den Fan gekoppelt. Ein solches Planetengetriebe ist beispielsweise aus der DE 10 2017 127 876 A1 bekannt.It is known to couple the fan of a geared turbofan engine to a turbine shaft via a planetary gear set, the planetary gear set receiving input from the turbine shaft and providing drive for the fan to drive the fan at a lower speed than the turbine shaft. The planetary gear comprises planet gears which are driven by a sun gear and which rotate in a ring gear. Planet pins are arranged in the planet gears and are connected to a planet carrier. The planet carrier is coupled to a drive for the fan. Such a planetary gear is, for example, from DE 10 2017 127 876 A1 famous.

Dabei sind Planetengetriebe in Getriebefan-Triebwerken großen Zentrifugalkräften und Drehmomenten ausgesetzt, die den Planetenstift und das Planetenrad verformen. Dies ist mit der Gefahr einer Beschädigung des Gleitlagers zwischen Planetenstift und Planetenrad sowie der Entstehung von Rissen im Planetenrad verbunden. Solche Risse können zur Ablösung hochenergetischer Bruchfragmente führen, die die Funktionsweise des Planetengetriebes gefährden und im schlimmsten Fall das Triebwerk zerstören.Planetary gears in geared turbofan engines are subjected to large centrifugal forces and torques that deform the planet pin and planet wheel. This is associated with the risk of damage to the plain bearing between the planetary pin and planetary gear and the formation of cracks in the planetary gear. Such cracks can lead to the detachment of high-energy fracture fragments that endanger the functioning of the planetary gear and, in the worst case, destroy the engine.

Aus der US 2016/0146112 A1 ist es bekannt, in der Innenbohrung eines Planetenrads zwischen dem Planetenstift und dem Planetenrad eine Buchse anzuordnen, die in das Planetenrad eingepresst, eingeschweißt oder eingeklebt ist. Eine solche Buchse dient dazu, die Steifigkeit des Gleitlagers zwischen Planetenstift und Planetenrad zu verstärken.From the U.S. 2016/0146112 A1 it is known to arrange a socket in the inner bore of a planetary gear between the planetary pin and the planetary gear, which bushing is pressed, welded or glued into the planetary gear. Such a socket serves to increase the rigidity of the slide bearing between the planetary pin and the planetary gear.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Planetengetriebe mit Planetenrädern und Planetenstiften bereitzustellen, bei dem die Gefahr einer Ausbreitung von Rissen im Planetenrad reduziert ist.The object of the invention is to provide a planetary gear with planetary gears and planetary pins in which the risk of cracks propagating in the planetary gear is reduced.

Diese Aufgabe wird durch ein Planetengetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Gasturbinentriebwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a planetary gear with the features of patent claim 1 and a gas turbine engine with the features of claim 15. Developments of the invention are specified 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, wobei die Planetenräder jeweils eine Innenbohrung aufweisen. Weiter umfasst das Planetengetriebe ein Hohlrad, mit dem die Mehrzahl von Planetenrädern in Eingriff steht, sowie eine Mehrzahl von Planetenstiften, wobei jeweils ein Planetenstift in einem Planetenrad angeordnet ist.Accordingly, the present invention considers a planetary gear that 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 planetary gears are provided which are driven by the sun gear, the planetary gears each having an internal bore. Furthermore, the planetary gear comprises a ring gear, with which the plurality of planetary gears is in engagement, and a plurality of planetary pins, with one planetary pin being arranged in each planetary gear.

Es ist vorgesehen, dass das Planetengetriebe des Weiteren eine Buchse aufweist, die in der Innenbohrung des Planetenrads angeordnet ist und eine Innenfläche und eine Außenfläche aufweist. Dabei weist die Innenbohrung des Planetenrads eine im Querschnitt von einer kreisförmigen Form abweichende Form auf. Die Außenfläche der Buchse weist eine entsprechende, ebenfalls im Querschnitt von einer kreisförmigen Form abweichende Form auf und ist formschlüssig mit der Innenbohrung des Planetenrads verbunden. Die Innenfläche der Buchse bildet ein Gleitlager mit dem Planetenstift.It is contemplated that the planetary gear further includes a bushing disposed within the inner bore of the planetary gear and having an inner surface and an outer surface. In this case, the inner bore of the planet gear has a cross-sectional shape that deviates from a circular shape. The outer surface of the bushing has a corresponding cross-sectional shape that also deviates from a circular shape and is positively connected to the inner bore of the planet wheel. The inner surface of the bushing forms a plain bearing with the planetary pin.

Danach beruht die vorliegende Erfindung auf dem Gedanken, ein mögliches Versagen des Gleitlagers und durch ein solches Versagen ausgelöste Schäden im Planetenrad, insbesondere eine Rissausbreitung im Planetenrad durch Verwendung einer Buchse zu vermeiden, die in die Innenbohrung des Planetenrad eingesetzt ist und deren Innenfläche das Gleitlager mit dem Planetenstift bildet. Dabei ist weiter vorgesehen, der Außenfläche der Buchse eine Form zu geben, die von einer kreisförmigen Form abweicht und eine solche Buchse formschlüssig in der Innenbohrung des Planetenrads anzuordnen.Accordingly, the present invention is based on the idea of avoiding a possible failure of the plain bearing and damage caused by such a failure in the planet wheel, in particular the propagation of cracks in the planet wheel, by using a bushing which is inserted into the inner bore of the planet wheel and whose inner surface contains the plain bearing the planetary pin. It is further provided to give the outer surface of the bushing a shape that deviates from a circular shape and to arrange such a bushing in a form-fitting manner in the inner bore of the planet wheel.

Durch Ausbildung der Verbindung als formschlüssige Verbindung werden hohe Belastungen an der Innenbohrung des Planetenrad vermieden, die bei einer alternativen Presspassung der Buchse im Planetenrad entstehen und zu einer zusätzlichen Gefahr einer Rissausbreitung im Planetenrad führen würde.By designing the connection as a form-fitting connection, high loads on the inner bore of the planetary gear are avoided, which would occur with an alternative press fit of the bushing in the planetary gear and would lead to an additional risk of cracks propagating in the planetary gear.

Gleichzeitig stellt die formschlüssige Verbindung sicher, dass auch im Falle eines Versagens des Gleitlagers eine drehfeste Verbindung zwischen der Buchse und dem Planetenrad aufrechterhalten bleibt. Dadurch wird vermieden, dass bei einem Versagen des Gleitlagers aufgrund der hohen wirkenden Drehmomente hochenergetischer Bruchfragmente freigesetzt werden, da die Buchse das Planetenrad insofern schützt.At the same time, the form-fitting connection ensures that a non-rotatable connection between the bushing and the planet wheel is maintained even in the event of a failure of the plain bearing. This avoids the release of high-energy fracture fragments in the event of a failure of the plain bearing due to the high acting torques, since the bushing protects the planet wheel in this respect.

Dass die Außenfläche der Buchse eine Form aufweist, die von einer kreisförmigen Form abweicht, bedeutet dabei, dass die Buchse nicht durch eine Drehung um jeden beliebigen Winkel um ihre Längsachse auf sich selbst abgebildet werden kann. Sie besitzt dementsprechend keine vollständige Rotationssymmetrie bzw. stellt keinen sogenannten Rotationskörper im engeren Sinne dar.The fact that the outer surface of the bushing has a shape that deviates from a circular shape means that the bushing cannot be imaged onto itself by rotating it through any arbitrary angle about its longitudinal axis. Accordingly, it does not have a complete rota tion symmetry or does not represent a so-called body of revolution in the narrower sense.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Innenbohrung des Planetenrads und die Außenfläche der Buchse im Querschnitt jeweils eine geometrische Form aufweisen, die durch Drehung um gewisse Winkel um die Längsachse der Buchse auf sich selbst abgebildet wird. Es liegt somit eine Rotationssymmetrie im weiteren Sinne vor, bei der eine Drehung um bestimmte Winkel die Buchse auf sich abbildet, dies jedoch nicht bei allen Winkeln der Fall ist. Beispiele für solche Körper sind gerade Prismen bzw. bei Betrachtung der Querschnittsfläche des jeweiligen Körpers Polygone.An embodiment of the invention provides that the inner bore of the planet wheel and the outer surface of the bushing each have a geometric shape in cross section, which is mapped onto itself by rotation through a certain angle about the longitudinal axis of the bushing. There is thus a rotational symmetry in the broader sense, in which a rotation through certain angles maps the bush onto itself, but this is not the case for all angles. Examples of such bodies are straight prisms or polygons when considering the cross-sectional area of the respective body.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Innenbohrung des Planetenrads eine im Querschnitt polygonale Form aufweist und die Außenfläche der Buchse eine im Querschnitt polygonale Form aufweist, wobei die beiden polygonalen Formen einander entsprechend und somit die Außenfläche der Buchse formschlüssig mit der polygonal geformten Innenbohrung des Planetenrads verbunden ist.A further exemplary embodiment provides that the inner bore of the planetary gear has a polygonal shape in cross section and the outer surface of the bushing has a polygonal shape in cross section, the two polygonal shapes corresponding to one another and thus the outer surface of the bushing having a positive fit with the polygonally shaped inner bore of the planetary gear connected is.

Ein Formschluss wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel somit durch eine im Querschnitt polygonale Form der Innenbohrung des Planetenrads und der Außenfläche der Buchse bereitgestellt.According to this exemplary embodiment, a form fit is thus provided by a polygonal cross-sectional shape of the inner bore of the planet wheel and the outer surface of the bushing.

Eine erste Ausführungsvariante hierzu sieht vor, dass die im Querschnitt polygonale Form der Innenbohrung des Planetenrads und der Außenfläche der Buchse jeweils gebildet ist durch einen geschlossenen Polygonzug, der eine Mehrzahl von gekrümmten Strecken aufweist, wobei sich jeweils zwei Strecken in einer spitzen oder abgerundeten Ecke treffen. Beispiele sind ein Polygonzug, der ein Dreieck, ein Viereck, ein Fünfeck, etc. mit abgerundeten Kanten und gekrümmten Strecken bildet.A first embodiment of this provides that the cross-sectional polygonal shape of the inner bore of the planet wheel and the outer surface of the bushing is formed by a closed polygon that has a plurality of curved sections, with two sections meeting in a pointed or rounded corner . Examples are a polyline that forms a triangle, quadrilateral, pentagon, etc. with rounded edges and curved lines.

Eine zweite Ausführungsvariante hierzu sieht vor, dass die im Querschnitt polygonale Form der Innenbohrung des Planetenrads und der Außenfläche der Buchse jeweils gebildet ist durch einen geschlossenen Polygonzug, der eine Mehrzahl von geraden Strecken aufweist, wobei sich jeweils zwei Strecken in einer spitzen oder abgerundeten Ecke treffen. Beispiele sind ein Polygonzug, der ein Dreieck, ein Viereck, ein Fünfeck, etc. bildet.A second embodiment of this provides that the cross-sectional polygonal shape of the inner bore of the planet gear and the outer surface of the bushing is formed by a closed polygon that has a plurality of straight sections, with two sections meeting in a pointed or rounded corner . Examples are a polyline that forms a triangle, a square, a pentagon, etc.

Die Erfindung und vorliegende Beschreibung verwendet somit eine eigene Definition eines Polygons, das gegenüber dem klassischen Polygon mit geraden Strecken, das spitze Kanten miteinander verbindet, um nach innen oder außen gekrümmte bzw. gebogene Strecken und/oder um gerundete Ecken erweitert ist.The invention and the present description thus uses its own definition of a polygon, which, compared to the classic polygon with straight stretches that connect sharp edges to one another, is extended by stretches that are curved or bent inwards or outwards and/or rounded corners.

Gemäß einer Ausführungsvariante weist die im Querschnitt polygonale Form der Innenbohrung des Planetenrads und der Außenfläche der Buchse drei Ecken auf, die spitz oder abgerundet ausgebildet sind. Grundsätzlich kann das betrachtete Polygon jedoch ein beliebiges Vieleck sein, wobei es sowohl regelmäßig als auch unregelmäßig ausgebildet sein kann. Als regelmäßiges Vieleck wird dabei ein Vieleck verstanden, bei dem die Ecken jeweils den gleichen Winkel aufweisen.According to a variant embodiment, the cross-sectional polygonal shape of the inner bore of the planet wheel and the outer surface of the bushing has three corners that are pointed or rounded. In principle, however, the polygon under consideration can be any desired polygon, in which case it can be both regular and irregular in shape. A regular polygon is understood to be a polygon in which the corners each have the same angle.

Es wird darauf hingewiesen, dass eine polygonale Form der Innenbohrung des Planetenrads und der Außenfläche der Buchse lediglich beispielhaft zu verstehen ist. Andere Geometrien, die einen Formschluss bereitstellen, sind ebenfalls möglich. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Innenbohrung des Planetenrads im Querschnitt eine Wellenform und die Außenfläche der Buchse im Querschnitt ebenfalls eine Wellenform aufweist. Allgemein kann vorgesehen sein, dass die Innenbohrung des Planetenrads und die Außenfläche der Buchse im Querschnitt jeweils eine geometrische Form aufweisen, die keine spitzen Ecken ausbildet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Querschnittsform im mathematischen Sinn glatt ausgebildet ist. Hierdurch wird eine Spannungskonzentrationen an spitzen Ecken, die als Rissausgangsort dienen können, vermieden.It is pointed out that a polygonal shape of the inner bore of the planet wheel and the outer surface of the bushing is to be understood only as an example. Other geometries that provide a form fit are also possible. For example, it can be provided that the inner bore of the planet wheel has a wave shape in cross section and the outer surface of the bush also has a wave shape in cross section. In general, it can be provided that the inner bore of the planet wheel and the outer surface of the bushing each have a geometric shape in cross section that does not form any sharp corners. In particular, it can be provided that the cross-sectional shape is smooth in the mathematical sense. This avoids stress concentrations at sharp corners, which can serve as crack initiation sites.

Die Innenfläche der Buchse bildet das Gleitlager mit dem Planetenstift aus. Sie ist gemäß einer Ausgestaltung im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist, wobei in Ausführungsvarianten auch eine leichte Abwandlung von einer Kreisform vorgesehen sein kann, beispielsweise um einen Ölfilm, der im Gleitlager zwischen dem Planetenstift und der Buchse ausgebildet ist, in bestimmten Umfangsbereichen zu konzentrieren.The inner surface of the bush forms the plain bearing with the planetary pin. According to one embodiment, it has a circular cross section, although a slight modification of a circular shape can also be provided in variant embodiments, for example in order to concentrate an oil film that is formed in the slide bearing between the planetary pin and the bushing in certain circumferential areas.

Weiter kann vorgesehen sein, dass auf dem Planetenstift eine eigene Gleitlagerbuchse drehfest befestigt ist, für welchen Fall eine solche Gleitlagerbuchse des Planetenstifts mit der Innenfläche der erfindungsgemäß vorgesehenen Buchse das Gleitlager bildet. Sofern auf dem Planetenstift eine solche eigene Gleitlagerbuchse drehfest befestigt ist, ist in Ausgestaltungen der Erfindung vorgesehen, dass die Wanddicke der Buchse mindestens der Wanddicke einer solchen Gleitlagerbuchse entspricht, insbesondere dem 2 bis 4-fachen der Wanddicke einer solchen Gleitlagerbuchse.It can further be provided that a separate plain bearing bushing is fastened in a rotationally fixed manner on the planetary pin, in which case such a plain bearing bushing of the planetary pin forms the plain bearing with the inner surface of the bushing provided according to the invention. If such a separate plain bearing bush is fixed non-rotatably on the planetary pin, it is provided in embodiments of the invention that the wall thickness of the bush corresponds at least to the wall thickness of such a plain bearing bush, in particular 2 to 4 times the wall thickness of such a plain bearing bush.

Die Buchse besteht beispielsweise aus Metall, einem Verbundwerkstoff oder aus Keramik oder weist mindestens eine dieser Materialien auf. Im Falle eines metallischen Werkstoffes kommen insbesondere leicht Metalle, beispielsweise Aluminium, oder Stähle mit verhältnismäßig geringer Festigkeit und/oder Temperaturbeständigkeit infrage.The socket consists, for example, of metal, a composite material or ceramic, or has at least one of these materials. In the case of a metallic material, light metals, for example aluminum, or steels with relatively low strength and/or temperature resistance are particularly suitable.

Eine weitere Ausführungsvariante sieht vor, dass die Schmelztemperatur des Materials der Buchse unterhalb der Schmelztemperatur des Materials des Planetenrads liegt. Falls die Buchse im Betrieb aufgrund thermischer Belastungen schmilzt, wird die Hitzeentwicklung durch das Versagen des Gleitlagers dadurch zumindest für eine gewisse Zeit begrenzt. Wenn zum Beispiel hochfester Stahl als Material für die Planetenräder gewendet wird, wird in Ausführungsbeispielen Aluminium oder Blei als Material für die Buchse verwendet.A further variant provides that the melting point of the material of the bushing is below the melting point of the material of the planet wheel. If the bushing melts during operation as a result of thermal stress, the heat development due to the failure of the plain bearing is limited at least for a certain time. For example, when high-strength steel is used as the material for the planetary gears, aluminum or lead is used as the material for the bushing in exemplary embodiments.

Eine weitere Ausführungsvariante sieht vor, dass die Festigkeit des Materials der Buchse kleiner ist als die Festigkeit des Materials des Planetenrads und/oder die Steifigkeit des Materials der Buchse kleiner ist als die Steifigkeit des Materials des Planetenrads.A further embodiment provides that the strength of the material of the bush is less than the strength of the material of the planet wheel and/or the stiffness of the material of the bush is less than the stiffness of the material of the planet wheel.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Buchse in Richtung der Längsachse der Buchse mindestens die gleiche axiale Ausdehnung aufweist wie das Gleitlager. Alternativ kann die Buchse beispielsweise länger als das Gleitlager ausgebildet sein.One embodiment provides that the bush has at least the same axial extent in the direction of the longitudinal axis of the bush as the plain bearing. Alternatively, the bushing can be longer than the plain bearing, for example.

Der Planetenstift ist in einer Ausgestaltung der Erfindung hohlzylindrisch ausgebildet.In one embodiment of the invention, the planet pin is designed as a hollow cylinder.

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 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.

The invention also relates to a gas turbine engine for an aircraft, comprising:

- an engine core comprising a turbine, a compressor and a turbine shaft connecting the turbine to the compressor;
- a fan positioned upstream of the engine core, the fan comprising a plurality of fan blades and being driven by a fan shaft; and
- A planetary gear according to claim 1, whose input is connected to the turbine shaft and whose output 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.

An embodiment of this can provide that

- 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 is pointed out that the present invention is described in relation to a cylindrical coordinate system having the coordinates x, r and φ. In this case, 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, with 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" refer 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 combustor, a compressor, and a core shaft connecting the turbine to the compressor. Such a gas turbine engine may include a fan (having 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 gear driven. Accordingly, the gas turbine engine may include a gearbox that receives input from the core shaft and outputs drive for the fan for driving the fan at a lower speed than the core shaft. Input to the gearbox may be direct from the core shaft or indirect from the core shaft, for example via a spur shaft and/or spur gear. The core shaft may be rigidly connected to the turbine and compressor such that the turbine and 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 may have any suitable general architecture. For example, the gas turbine engine may have any desired number of spools connecting turbines and compressors, such as one, two, or three spools. For example only, the turbine coupled to the core shaft may be a first turbine, the compressor coupled to the core shaft may be a first compressor, and the core shaft may 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 can NEN 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).In such an arrangement, the second compressor may be positioned axially downstream of the first compressor. The second compressor may be arranged to receive flow from the first compressor (e.g. directly receiving, e.g. via a generally annular duct).

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 above example). For example, the transmission may be arranged to be driven only by the core shaft configured to rotate (e.g., in use) at the lowest speed (e.g., only the first core shaft and not the second core shaft in the example above). will. Alternatively, the gearbox may 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 as described and/or claimed herein, a combustor may be provided axially downstream of the fan and 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 another example, if a second turbine is provided, the flow at the exit of the compressor may be directed to the inlet of the second turbine. The combustor may be provided 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) may comprise any number of stages, for example multiple stages. Each stage may include a row of rotor blades and a row of stator blades, which may be variable (in the sense that their pitch angle can be variable) stator blades. The row of rotor blades and the row of stator blades may be axially offset from each other.

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 (such as the first turbine and the second turbine as described above) may include any number of stages, such as multiple stages. Each stage may include a row of rotor blades and a row of stator blades. The row of rotor blades and the row of stator blades may be axially offset from each other.

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 allgemeinen 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 inner gas flow 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 may be in an inclusive range bounded by two of the values in the previous sentence (i.e. the values may form upper or lower limits). These ratios can be generally 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 forwardmost edge) of the blade. The hub-to-tip ratio is, of course, related to the portion of the fan blade over which the gas flows, i. H. the portion radially outward 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 leading edge. The diameter of the fan (which can be as little as 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 previous sentence (i.e. the values can form 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.Fan speed may vary with use. In general, the speed is lower for larger diameter fans. By way of non-limiting example only, the speed of the fan may be less than 2500 rpm, for example less than 2300 rpm, under constant speed conditions. By way of further non-limiting example only, the speed of the fan at constant speed conditions for an engine having a fan diameter in the range of 250 cm to 300 cm (e.g. 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. By way of further non-limiting example only, the speed of the fan at constant speed conditions for an engine having a fan diameter in the range 320 cm to 380 cm may be in the range 1200 rpm to 2000 rpm, for example in the range 1300 rpm min to 1800 rpm, for example in the range of 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 U_Spitze bewegt. Die von den Gebläseschaufeln an der Strömung verrichtete Arbeit resultiert in einem Anstieg der Enthalpie dH der Strömung. Eine Gebläsespitzenbelastung kann als dH/U_Spitze ² definiert werden, wobei dH der Enthalpieanstieg (beispielsweise der durchschnittliche 1-D-Enthalpieanstieg) über das Gebläse hinweg ist und U_Spitze 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. Fan tip loading can be defined as dH/U _peak ² , where dH is the enthalpy rise (e.g., the average 1-D enthalpy rise) across the fan and U _peak is the (translational) velocity of the fan tip, e.g., at the leading edge of the tip , is (which can be defined as the leading edge fan tip radius times the angular velocity). Fan peak loading at constant speed conditions can be greater 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 may be in an inclusive range bounded by two of the values in the previous sentence (ie, the values may form upper or lower bounds).

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 according to the present disclosure may have any desired bypass ratio, where bypass ratio is defined as the ratio of the mass flow rate of flow through the bypass duct to the mass flow rate of flow through the core at constant speed 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 (lie). The bypass ratio may be in an inclusive range bounded by two of the values in the previous sentence (i.e., the values may form upper or lower limits). The bypass channel can be essentially ring-shaped. The bypass duct may be located radially outside of the engine core. The radially outer surface of the bypass duct may be defined by an engine nacelle and/or a fan case.

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 overall pressure ratio of a gas turbine engine, as described and/or claimed herein, may be defined as the ratio of the ram pressure upstream of the fan to the ram pressure at the exit of the extra-high pressure compressor (prior to the entrance to the combustor). As a non-limiting example, the overall 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 (to lie). The overall pressure ratio can be in an inclusive range bounded by two of the values in the previous sentence (i.e. the values can form 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. At constant speed conditions, the specific thrust of an engine described and/or claimed herein may be less than (or of the order 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 (lie). The specific thrust can be in an inclusive range bounded by two of the values in the previous 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 C (Umgebungsdruck 101,3 kPa, Temperatur 30 Grad C) bei statischem Triebwerk sein.A gas turbine engine described and/or claimed herein may have any desired maximum thrust. By way of non-limiting example only, a gas turbine engine described and/or claimed herein may be capable of producing a maximum thrust of at least (or of the order of): 160kN, 170kN, 180kN, 190kN, 200kN, 250kN, 300kN, 350kN, 400kN , 450kN, 500kN or 550kN. The maximum thrust may be in an inclusive range bounded by two of the values in the previous sentence (i.e. the values may form upper or lower bounds). The thrust referred to above may be the maximum net thrust at standard atmospheric conditions at sea level plus 15 degrees C (ambient pressure 101.3 kPa, temperature 30 degrees C) with the engine static.

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 entrance to the high pressure turbine can be particularly high. This temperature, which may be referred to as TET, may be measured at the exit to the combustor, for example immediately upstream of the first turbine blade, which in turn may be referred to as a nozzle guide vane be sen. At constant speed the TET can be (are) at least (or in 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 previous sentence (ie the values can form upper or lower limits). For example, the maximum TET in use of the engine may 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 previous sentence (ie the values can form upper or lower bounds). For example, the maximum TET may occur at a high thrust condition, such as an MTO (Maximum Take-Off Thrust) condition.

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 blade portion of a fan blade described and/or claimed herein may be made from any suitable material or combination of materials. For example, at least a portion of the fan blade and/or blade may be formed at least in part from a composite such as a metal matrix composite and/or an organic matrix composite such as e.g. B. carbon fiber, are produced. As another example, at least a portion of the fan blade and/or blade may be formed at least in part from a metal, such as aluminum. a titanium-based metal, or an aluminum-based material (such as an aluminum-lithium alloy) or a steel-based material. The fan blade may include at least two sections made using different materials. For example, the fan blade may have a leading edge guard made using a material that can withstand impact (e.g., from birds, ice, or other material) better than the rest of the blade. Such a leading edge can be made, for example, using titanium or a titanium-based alloy. Thus, as just one example, the fan blade may have a carbon fiber or aluminum based body (such as an aluminum-lithium alloy) with a titanium leading edge.

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 center section in any desired manner. For example, each fan blade may include a locating device engageable with a corresponding slot in the hub (or disc). By way of example only, such a fixation device may be in the form of a dovetail which may be inserted into and/or engaged with a corresponding slot in the hub/disc to fix the fan blade to the hub/disc. As another example, the fan blades may be integrally formed with a center section. Such an arrangement may be referred to as a blisk or a bling. Any suitable method may be used to manufacture such a blisk or bling. For example, at least a portion of the fan blades may be machined from a block and/or at least a portion of the fan blades may be welded, such as by welding. B. linear friction welding, to 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 herein may or may not be provided with a VAN (Variable Area Nozzle). Such a variable cross-section nozzle may allow the exit cross-section of the bypass duct 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 gas turbine fan described and/or claimed herein may have any desired number of fan blades, such as 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, can mean constant speed conditions of an aircraft on which the gas turbine engine is mounted. Such constant speed conditions may conventionally be defined as those conditions during the middle part of flight, such as those experienced by the aircraft and/or engine between (in terms of time and/or distance) the end of the climb and the beginning 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 at the constant speed condition may be at any point in the range Mach 0.7 to 0.9, e.g. 0.75 to 0.85, e.g. 0.76 to 0.84, e.g. 0.77 to 0 .83, for example 0.78 to 0.82, for example 0.79 to 0.81, for example of the order of Mach 0.8, of the order of Mach 0.85 or in the range of 0.8 to 0, 85 lie. Any speed within these ranges can be the cruise condition. At some Aircraft may experience steady flight conditions 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 be 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 of the order of 11,000 m. The constant velocity conditions can correspond to standard atmospheric conditions at any given altitude in these ranges.

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.As an example only, the constant speed conditions may correspond to: a forward Mach number of 0.8; a pressure of 23,000 Pa and a temperature of -55 degrees 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.As used throughout, "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 fan operation is designed. This may mean, for example, the conditions at which the fan (or gas turbine engine) is designed to be at its optimum efficiency.

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 as described and/or claimed herein may be operated at the constant speed conditions defined elsewhere herein. Such constant speed conditions may be dictated by the constant speed conditions (e.g. mid-flight conditions) of an aircraft which may have at least one (e.g. 2 or 4) gas turbine engine mounted for providing 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 one aspect above may be applied to any other aspect provided they are not mutually exclusive. Furthermore, any feature or parameter described herein may be applied to any aspect and/or combined with any other feature or parameter described herein, provided 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 eine Schnittdarstellung von Elementen eines Planetengetriebes, das zum Einsatz in einem Gasturbinentriebwerk gemäß 1 geeignet ist;
5 schematisch in einer Querschnittsansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes, bei dem eine nicht rotationssymmetrisch ausgebildete Buchse zwischen dem Planetenrad und dem Planetenstift angeordnet ist, wobei eine Innenbohrung des Planetenrads und eine Außenfläche der Buchse als Polygonzug mit gekrümmten Strecken und abgerundeten Ecken ausgebildet ist; und
6 schematisch in einer Querschnittsansicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes, bei dem eine nicht rotationssymmetrisch ausgebildete Buchse zwischen dem Planetenrad und dem Planetenstift angeordnet ist, wobei eine Innenbohrung des Planetenrads und eine Außenfläche der Buchse als Polygonzug mit geraden Strecken und spitzen Ecken ausgebildet ist.

The invention is explained in more detail below with reference to the figures of the drawing using several exemplary embodiments. Show it:

1 Figure 12 is a side sectional view of a gas turbine engine;
2 Figure 12 is a close-up side sectional view of an upstream portion of a gas turbine engine;
3 Figure 12 is a partially cut-away view of a transmission for a gas turbine engine;
4 a sectional view of elements of a planetary gear set for use in a gas turbine engine according to FIG 1 suitable is;
5 Schematically, in a cross-sectional view, a first exemplary embodiment of a planetary gear, in which a non-rotationally symmetrical bushing is arranged between the planetary wheel and the planetary pin, an inner bore of the planetary wheel and an outer surface of the bushing being designed as a polygon with curved sections and rounded corners; and
6 Schematically, in a cross-sectional view, a second exemplary embodiment of a planetary gear, in which a non-rotationally symmetrical bushing is arranged between the planetary wheel and the planetary pin, with an inner bore of the planetary wheel and an outer surface of the bushing being designed as a polygon with straight sections and pointed corners.

1 stellt ein Gasturbinentriebwerk 10 mit einer Hauptdrehachse 9 dar. Das Triebwerk 10 umfasst einen Lufteinlass 12 und ein Schubgebläse bzw. Fan 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. 1 Figure 1 shows a gas turbine engine 10 having a main axis of rotation 9. The engine 10 includes an air intake 12 and a thruster or fan 23, which produces two airflows: a core airflow A and a bypass airflow B. The gas turbine engine 10 includes a core 11, the core airflow A picks up. The engine core 11 includes, in axial flow order, a low pressure compressor 14, a high pressure compressor 15, a combustor 16, a high pressure turbine 17, a low pressure turbine 19, and a core exhaust nozzle 20. An engine nacelle 21 surrounds the gas turbine engine 10 and defines a bypass duct 22 and a bypass exhaust nozzle 18. The bypass airflow B flows through the bypass duct 22. The fan 23 is attached to and driven by the low pressure turbine 19 via a shaft 26 and an epicycloidal gear 30.

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.In use, the core airflow A is accelerated and compressed by the low pressure compressor 14 and passed into the high pressure compressor 15 where further compression occurs. The compressed air discharged from the high pressure compressor 15 is directed into the combustor 16 where it is mixed with fuel and the mixture is burned. The resultant hot products of combustion then propagate through and thereby drive the high and low pressure turbines 17, 19 before being expelled through the nozzle 20 to provide some thrust. The high pressure turbine 17 drives the high pressure compressor 15 through a suitable connecting shaft 27 . The fan 23 generally provides the majority of the thrust. The epicycloidal gear 30 is a reduction gear.

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.An exemplary arrangement for a geared fan gas turbine engine 10 is shown in 2 shown. The low-pressure turbine 19 (see 1 ) drives the shaft 26 which is coupled to a sun gear 28 of the epicycloidal gear assembly 30 . A plurality of planetary gears 32, which are coupled to one another by a planetary carrier 34, are located radially outward of the sun gear 28 and mesh therewith. The planetary carrier 34 constrains the planetary gears 32 to rotate synchronously about the sun gear 28 while allowing each planetary gear 32 to rotate about its own axis. Planet carrier 34 is coupled to fan 23 via linkage 36 to drive its rotation about engine axis 9 . An outer gear or ring gear 38, which is coupled to a stationary support structure 24 via linkage 40, is radially outward of the planetary gears 32 and meshes therewith.

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.It is noted that the terms "low pressure turbine" and "low pressure compressor" as used herein may be construed to mean the lowest pressure turbine stage and the lowest pressure compressor stage, respectively (i.e. not including the fan 23) and/or mean the turbine and compressor stages interconnected by the lowest speed connecting shaft 26 in the engine (ie not comprising the transmission output shaft driving the fan 23). In some writings, the "low-pressure turbine" and "low-pressure compressor" referred to herein may alternatively be known as the "intermediate-pressure turbine" and "intermediate-pressure compressor." Using such alternative nomenclature, fan 23 may be referred to as a first stage or lowest pressure stage.

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.The epicycloidal gear 30 is in 3 shown in more detail as an example. The sun gear 28, planet gears 32 and ring gear 38 each include teeth around their periphery for meshing with the other gears. However, for the sake of clarity, only exemplary sections of the teeth are shown in 3 shown. Although four planetary gears 32 are illustrated, those skilled in the art will recognize that more or fewer planetary gears 32 may be provided within the scope of the claimed invention. Practical applications of an epicycloidal gear 30 generally include at least three planetary gears 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.This in 2 and 3 The epicycloidal gear 30 illustrated by way of example is a planetary gear in which the planet carrier 34 is coupled to an output shaft via linkage 36, with the ring gear 38 being fixed. However, any other suitable type of epicycloidal gear 30 may be used. As another example, the epicycloidal gear 30 may be a star arrangement in which the planetary carrier 34 is held fixed while allowing the ring gear (or ring gear) 38 to rotate. With such an arrangement, the fan 23 is driven by the ring gear 38 . As another alternative example, the transmission 30 may be a differential where both the ring gear 38 and the planetary carrier 34 are allowed to rotate.

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.It is understood that the in 2 and 3 The arrangement shown is exemplary only and various alternatives are within the scope of the present disclosure. Any suitable arrangement for positioning the gearbox 30 within the engine 10 and/or connecting the gearbox 30 to the engine 10 may be used, for example only. As another example, the connections (e.g., linkages 36, 40 in the example of FIG 2 ) between the transmission 30 and other parts of the engine 10 (such as the input shaft 26, the output shaft, and the fixed structure 24) can have some degree of rigidity or flexibility. As another example, any suitable arrangement of bearings between rotating and stationary parts of the engine (e.g., between the input and output shafts of the transmission and fixed structures such as the transmission case) may be used and the disclosure is not on the exemplary arrangement of 2 limited. For example, those skilled in the art will readily appreciate that the arrangement of the outlet and support linkage and bearing locations will vary a star arrangement (described above) of the transmission 30 typically of those exemplified in 2 are shown would differ.

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 arrangement, and bearing locations.

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 intermediate 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 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. Bei einigen Anordnungen umfasst das Gasturbinentriebwerk 10 möglicherweise kein Getriebe 30.Other gas turbine engines to which the present disclosure may have application may have alternative configurations. For example, such engines may have an alternative number of compressors and/or turbines and/or an alternative number of connecting shafts. As a further example, this points to 1 The gas turbine engine shown has a split flow nozzle 20, 22, which means that the flow through the bypass duct 22 has its own nozzle which is separate from the engine core nozzle 20 and radially outward therefrom. However, this is not limiting and any aspect of the present disclosure may also apply to engines where flow through bypass duct 22 and flow through core 11 are upstream of (or upstream of) a single nozzle, which may be referred to as a mixed flow nozzle. be mixed or combined. One or both nozzles (whether mixed or split flow) may have a fixed or variable area. For example, although the example described relates to a turbofan engine, the disclosure may apply to any type of gas turbine engine, such as a gas turbine engine. an open rotor (where the blower stage is not surrounded by an engine nacelle) or a turboprop engine. In some arrangements, the gas turbine engine 10 may not include a gearbox 30.

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.The geometry of the gas turbine engine 10 and components thereof is or are defined by a conventional axis system having an axial direction (which is aligned with the axis of rotation 9), a radial direction (in the bottom-up direction in 1 ) and a circumferential direction (perpendicular to the view in 1 ) includes. The axial, radial and circumferential directions are perpendicular to one another.

Zum besseren Verständnis des Hintergrunds der Erfindung wird ein im Stand der Technik bekanntes Planetengetriebe anhand der 4 weitergehend erläutert. Die 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes eines als Getriebefan-Triebwerk ausgebildeten Gasturbinentriebwerks 10 gemäß der 1 in einer Schnittdarstellung. Das Planetengetriebe 30 umfasst ein Sonnenrad 28, das von einer Antriebswelle bzw. Sonnenwelle 26 angetrieben wird. Bei der Antriebswelle 26 handelt sich um die Welle 26 der 1 und 2 bzw. allgemein um eine Turbinenwelle. Das Sonnenrad 28 und die Antriebswelle 26 drehen sich dabei um die Drehachse 9. Die Drehachse des Planetengetriebes 30 ist identisch mit der Drehachse 9 bzw. Maschinenachse des Gasturbinentriebwerks 10.For a better understanding of the background of the invention, a known in the prior art planetary gear is based on the 4 further explained. the 4 shows an embodiment of a planetary gear of a designed as a geared turbofan engine gas turbine engine 10 according to FIG 1 in a sectional view. The planetary gear 30 includes a sun wheel 28 which is driven by a drive shaft or sun shaft 26 . The drive shaft 26 is the shaft 26 of the 1 and 2 or generally around a turbine shaft. The sun gear 28 and the drive shaft 26 rotate about the axis of rotation 9. The axis of rotation of the planetary gear 30 is identical to the axis of rotation 9 or machine axis of the gas turbine engine 10.

Das Planetengetriebe 30 umfasst des Weiteren eine Mehrzahl von Planetenrädern 32, von denen in der Schnittdarstellung der 4 eines dargestellt ist. Das Sonnenrad 28 treibt die Mehrzahl der Planetenräder 32 an, wobei eine Verzahnung des Sonnenrads 28 mit einer Verzahnung des Planetenrads 32 in Eingriff steht.The planetary gear 30 further includes a plurality of planet gears 32, of which in the sectional view of 4 one is shown. The sun wheel 28 drives the majority of the planetary wheels 32 , a toothing of the sun wheel 28 being in mesh with a toothing of the planetary wheel 32 .

Das Planetenrad 32 ist hohlzylindrisch ausgebildet und bildet eine äußere Mantelfläche und eine innere Mantelfläche. Das Planetenrad 32 rotiert - angetrieben durch das Sonnenrad 28 - um eine Drehachse 90, die parallel zur Drehachse 9 verläuft. Die äußere Mantelfläche des Planetenrads 32 bildet eine Verzahnung aus, die mit der Verzahnung eines Hohlrads 38 in Eingriff steht. Das Hohlrad 38 ist feststehend, d. h. nichtrotierend angeordnet. 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.The planet wheel 32 is designed as a hollow cylinder and forms an outer lateral surface and an inner lateral surface. The planet gear 32 rotates - driven by the sun gear 28 - about an axis of rotation 90 which runs parallel to the axis of rotation 9 . The outer lateral surface of the planet wheel 32 forms a toothing which is in engagement with the toothing of a ring gear 38 . The ring gear 38 is fixed, i. H. arranged non-rotating. However, it is pointed out 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.

Die Planetenräder 32 rotieren aufgrund ihrer Kopplung mit dem Sonnenrad 28 und wandern dabei entlang des Umfangs des Hohlrads 38. Die Rotation der Planetenräder 32 entlang des Umfangs des Hohlrads 38 und dabei um die Drehachse 90 ist langsamer als die Rotation der Antriebswelle 26, wodurch eine Untersetzung bereitgestellt wird.The planet gears 32 rotate due to their coupling with the sun gear 28 and migrate along the circumference of the ring gear 38. The rotation of the planet gears 32 along the circumference of the ring gear 38 and thereby about the axis of rotation 90 is slower than the rotation of the drive shaft 26, resulting in a gear reduction provided.

Das Planetenrad 32 weist angrenzend an seine innere Mantelfläche eine zentrierte axiale Öffnung auf. In die Öffnung eingebracht ist ein Planetenstift 6, der auch selbst eine axiale Bohrung 60 aufweist, also hohlzylindrisch ausgebildet ist, wobei die Längsachse der Bohrung identisch ist mit der Drehachse 90 des Planetenrads 32. Dabei bilden der Planetenstift 6 und das Planetenrad 32 an ihren einander zugewandten Flächen ein Gleitlager 65. Ein solcher Planetenstift 6 wird auch als Planetenradbolzen oder Planetenradlagerzapfen bezeichnet.The planet wheel 32 has a centered axial opening adjacent to its inner lateral surface. Introduced into the opening is a planetary pin 6, which itself also has an axial bore 60, i.e. is hollow-cylindrical, with the longitudinal axis of the bore being identical to the axis of rotation 90 of the planetary gear 32. The planetary pin 6 and the planetary gear 32 form one another at their sides facing surfaces a sliding bearing 65. Such a planetary pin 6 is also referred to as a planet wheel bolt or planet wheel bearing journal.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Planetenstift 6 keine axiale Bohrung aufweist und voll ausgeführt ist.Alternatively, it can be provided that the planetary pin 6 has no axial bore and is designed to be solid.

Die 4 zeigt des Weiteren eine vordere Trägerplatte 341 und eine hintere Trägerplatte 342, die Bestandteile des Planetenträgers 34 sind, vgl. 2. Der Planetenradbolzen 6 ist mit der vorderen Trägerplatte 341 und mit der hinteren Trägerplatte 342 fest verbunden. Die vordere Trägerplatte 341 ist beispielsweise mit einem Drehmomentträger verbunden, der mit einer Fanwelle gekoppelt ist.the 4 FIG. 12 also shows a front carrier plate 341 and a rear carrier plate 342, which are components of the planetary carrier 34, cf. 2 . The planet gear bolt 6 is firmly connected to the front support plate 341 and to the rear support plate 342 . The front carrier plate 341 is connected, for example, to a torque carrier which is coupled to a fan shaft.

Zur Schmierung des Lagers 65 zwischen Planetenradbolzen 6 und Planetenrad 32 ist eine Ölzuführeinrichtung vorgesehen, die einen Ölzuführungskanal umfasst (nicht dargestellt), über den Öl eines zirkulierenden Ölsystems in Schmierfilmöffnungen im Planetenradbolzen 6 geleitet wird.To lubricate the bearing 65 between the planet wheel bolt 6 and the planet wheel 32 , an oil supply device is provided, which includes an oil supply channel (not shown) via which oil from a circulating oil system is conducted into lubricating film openings in the planet wheel bolt 6 .

Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist die Ausbildung des Gleitlagers 65 zwischen dem Planetenrad und den Planetenstift von Bedeutung.In the context of the present invention, the design of the plain bearing 65 between the planet wheel and the planet pin is important.

Die 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes in einer Querschnittsdarstellung, wobei ein Planetenstift, eine Buchse und ein Planetenrad dargestellt sind. Zum übrigen Aufbau des Planetengetriebes wird auf die obigen Erläuterungen zu den 1-4 verwiesen. Es wird darauf hingewiesen, dass das beschriebene Planetengetriebe nur beispielhaft in einem Gasturbinentriebwerk eingesetzt wird. Grundsätzlich kann das Planetengetriebe in beliebigem Kontext in der nachfolgend beschriebenen Weise ausgebildet sein.the 5 shows an embodiment of a planetary gear according to the invention in a cross-sectional representation, wherein a planetary pin, a bush and a planetary gear are shown. For the rest of the structure of the planetary gear is on the above explanations to the 1-4 referred. It is pointed out that the planetary gear described is only used as an example in a gas turbine engine. In principle, the planetary gear can be designed in any context in the manner described below.

Gemäß der dargestellten Querschnittsansicht umfasst das Planetenrad 32 eine Innenbohrung 320, in der eine Buchse 7 angeordnet ist. An einer Außenseite des Planetenrads 32 ist eine Verzahnung 321 ausgebildet, die gemäß der 4 mit einer Verzahnung des Sonnenrads 28 und einer Verzahnung des Hohlrads 38 des Planetengetriebes in Eingriff steht.According to the cross-sectional view shown, the planet gear 32 includes an inner bore 320 in which a bushing 7 is arranged. On an outer side of the planet gear 32 a toothing 321 is formed, which according to the 4 is in engagement with a toothing of the sun gear 28 and a toothing of the ring gear 38 of the planetary gear.

Die Buchse 7 bildet eine Innenfläche 71 und eine Außenfläche 72. Die Innenfläche 71 ist zylindrisch bzw. im Querschnitt kreisförmig ausgebildet und bildet ein Gleitlager 65 mit einer Außenfläche 62 des Planetenstifts 6. Der Planetenstift 6 ist hohlzylindrisch ausgebildet und umfasst somit des Weiteren eine Innenfläche 61. Die radiale Dicke des Planetenstifts 6 ist d1. Die Längsachse 90 des Planetenstifts 6 ist identisch mit der Rotationsachse des Planetenrads 32. Sie ist auch identisch mit der Längsachse bzw. Rotationsachse der Buchse 7.The bushing 7 forms an inner surface 71 and an outer surface 72. The inner surface 71 is cylindrical or circular in cross-section and forms a slide bearing 65 with an outer surface 62 of the planetary pin 6. The planetary pin 6 is hollow-cylindrical and thus also includes an inner surface 61 The radial thickness of the planet pin 6 is d1. The longitudinal axis 90 of the planet pin 6 is identical to the axis of rotation of the planet wheel 32. It is also identical to the longitudinal axis or axis of rotation of the bushing 7.

Die Innenbohrung 320 des Planetenrads 32 und die Außenfläche 72 der Buchse 7 bilden eine formschlüssige Verbindung und besitzen eine einander entsprechende Form. Dabei weist sowohl in die Innenbohrung 320 des Planetenrads 32 als auch die Außenfläche 72 der Buchse 7 eine von einer kreisförmigen Form abweichende Querschnittsform auf. Durch die von einer kreisförmigen Form abweichende Querschnittsform wird der Formschluss definiert.The inner bore 320 of the planet gear 32 and the outer surface 72 of the bushing 7 form a positive connection and have a corresponding shape. Both the inner bore 320 of the planet wheel 32 and the outer surface 72 of the bushing 7 have a cross-sectional shape that deviates from a circular shape. The form fit is defined by the cross-sectional shape, which deviates from a circular shape.

Da die Außenfläche 72 in der Buchse 7 nicht kreisförmig ausgebildet ist, ist die Buchse nicht als Rotationskörper im engeren Sinne ausgebildet, d. h. die Buchse 7 kann nicht durch eine Drehung um einen beliebigen Winkel um die Drehachse 90 auf sich selbst abgebildet werden.Since the outer surface 72 in the bushing 7 is non-circular, the bushing is not formed as a body of revolution in the strict sense, i. H. the bushing 7 cannot be mapped onto itself by rotating it through any angle about the axis of rotation 90 .

Im dargestellten Ausführungsbeispiel, jedoch nicht notwendigerweise, weist sowohl die Innenbohrung 320 des Planetenrads 32 als auch die Außenfläche 72 der Buchse 7 eine im Querschnitt polygonale Form auf. Als polygonale Form wird dabei jede Form verstanden, die mindestens drei eckige oder abgerundete Ecken aufweist, die durch gerade oder gekrümmte Strecken miteinander verbunden sind.In the exemplary embodiment shown, but not necessarily, both the inner bore 320 of the planet wheel 32 and the outer surface 72 of the bushing 7 have a polygonal shape in cross section. A polygonal shape is understood to be any shape that has at least three angular or rounded corners that are connected to one another by straight or curved stretches.

So werden im Ausgangsbeispiel der 5 die Außenfläche 72 der Buchse 7 und die Innenbohrung 320 des Planetenrads 32 im Querschnitt durch einen Polygonzug 8 definiert, der drei nach außen gekrümmte Strecken 81 und drei abgerundete Ecken 82 umfasst, wobei eine Ecke 82 jeweils zwei Strecken 81 miteinander verbindet. Hierdurch wird ein drehfester Formschluss zwischen der Buchse 7 und dem Planetenrad 32 bereitgestellt. Alternativ können die gekrümmten Strecken 81 derart geformt sein, dass sie jeweils zu spitzen Ecken zusammenkommen.So in the initial example 5 the outer surface 72 of the sleeve 7 and the inner bore 320 of the planet wheel 32 are defined in cross-section by a polyline 8 which comprises three outwardly curved stretches 81 and three rounded corners 82, with a corner 82 connecting two stretches 81 to one another. This provides a non-rotatable form fit between the bushing 7 and the planet wheel 32 . Alternatively, the curved paths 81 may be shaped such that they each come together at sharp corners.

Aufgrund der nicht geradlinig, sondern gekrümmt verlaufenden Strecken 81 des Polygonzugs 8 weist die Buchse 7 keine konstante Wanddicke auf. Die Wanddicke ist im Bereich der Kanten 82 am größten. Die minimale Wanddicke ist mit d2 bezeichnet.Due to the stretches 81 of the polygonal line 8 running not in a straight line but in a curved manner, the bushing 7 does not have a constant wall thickness. The wall thickness is greatest in the area of the edges 82 . The minimum wall thickness is denoted by d2.

Die Buchse 7 besteht beispielsweise aus Metall, einem Verbundwerkstoff oder aus Keramik. Sie besteht in Ausführungsvarianten aus einem Material, das eine geringere Schmelztemperatur als das Material des Planetenrads aufweist und/oder das eine geringere Festigkeit und/oder eine geringere Steifigkeit als das Material des Planetenrads aufweist.The socket 7 consists, for example, of metal, a composite material or ceramic. In design variants, it consists of a material that has a lower melting temperature than the material of the planet wheel and/or that has a lower strength and/or a lower rigidity than the material of the planet wheel.

Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Buchse 7 werden unter anderem folgende Vorteile erzielt. Im Betrieb ist das Gleitlager 65 sehr hohen mechanischen und/oder thermischen Belastungen ausgesetzt. Diese können zu einem Versagen des Gleitlagers führen, beispielsweise aufgrund einer unzureichenden oder mit Verunreinigungen versehenen Ölversorgung des Gleitlagers. Ein Versagen des Gleitlagers wiederum kann zu einem Versagen weiterer Bauelemente im Planetengetriebe führen, wobei die Gefahr besteht, dass das Planetenrad eine Rissausbreitung erfährt, die zu einem Bruch des Planetenrads führt. Dies kann zur Freisetzung hochenergetischer Bruchfragmente führen.The following advantages, among others, are achieved with the bushing 7 provided according to the invention. During operation, the plain bearing 65 is exposed to very high mechanical and/or thermal loads. These can lead to a failure of the plain bearing, for example due to an insufficient or contaminated oil supply to the plain bearing. A failure of the plain bearing can in turn lead to the failure of other components in the planetary gear, there is a risk that the planet gear will experience crack propagation, leading to breakage of the planet gear. This can lead to the release of high-energy fracture fragments.

Die in der Innenbohrung 320 des Planetenrads 32 angeordnete Buchse 7 trennt die Lagerfläche des Gleitlagers 65 räumlich vom eigentlichen Körper des Planetenrads 32 und umgibt dieses. Hierdurch wird eine thermische und/oder mechanische Trennung des Planetenrads vom Gleitlager 65 bereitgestellt, so dass sich eine Rissbildung nicht über die Grenze zwischen der Buchse 7 und dem Planetenrad 32 ausbreiten kann. Aufgrund der formschlüssigen Verbindung zwischen dem Planetenrad 32 und der Buchse 7 wird gleichzeitig sicher verhindert, dass aufgrund hoher Drehmomente eine Relativbewegung zwischen dem Planetenrad 32 und der Buchse 7 erfolgen kann. Die Fixierung von Planetenrad 32 und Buchse 7 in Umfangsrichtung erfolgt dabei, ohne dass zusätzliche mechanische Belastungen auf die Innenbohrung 320 des Planetenrads 32 wirken, wie es bei einem Presssitz der Fall wäre, d. h es findet allein ein Formschluss statt (und nicht ein kombinierter Kraftschluss und Formschloss).The arranged in the inner bore 320 of the planetary gear 32 bushing 7 separates the bearing surface of the plain bearing 65 spatially from the actual body of the planetary gear 32 and surrounds it. This provides a thermal and/or mechanical separation of the planet wheel from the plain bearing 65 so that cracking cannot spread across the boundary between the bushing 7 and the planet wheel 32 . Due to the form-fitting connection between the planet wheel 32 and the bushing 7 , a relative movement between the planet wheel 32 and the bushing 7 due to high torques is reliably prevented at the same time. The planetary wheel 32 and bushing 7 are fixed in place in the circumferential direction without additional mechanical loads acting on the inner bore 320 of the planetary wheel 32, as would be the case with a press fit, i. h there is only a form fit (and not a combined force fit and form fit).

Die 6 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, das bis auf die Form der Außenfläche 72 der Buchse 7 und der Innenbohrung 320 des Planetenrads 32 dem Ausführungsbeispiel der 5 entspricht. So wird die Außenfläche der Buchse 7 und die Innenbohrung 320 des Planetenrads in der Querschnittsdarstellung durch ein Polygon 8 gebildet, dass vier spitze Ecken 84 aufweist, die jeweils durch gerade Strecken 83 miteinander verbunden sind. Alternativ können die Ecken 84 abgerundet sein.the 6 shows an alternative embodiment, the up to the shape of the outer surface 72 of the bushing 7 and the inner bore 320 of the planet gear 32 to the embodiment of 5 is equivalent to. Thus, the outer surface of the bushing 7 and the inner bore 320 of the planet wheel are formed in the cross-sectional representation by a polygon 8 that has four pointed corners 84 which are each connected to one another by straight stretches 83 . Alternatively, corners 84 may be rounded.

Beim Ausführungsbeispiel der 6 bildet die Buchse 7 an ihrer Außenfläche 72 ein gerades Prisma, das durch Parallelverschiebung senkrecht zur durch das Polygon 8 gebildeten Grundfläche gebildet ist. Auch die dreidimensionale Außenform der Buchse der 5 kann im Sinne der obigen verallgemeinerten Definition eines Polygons als grades Prisma bezeichnet werden, wobei die Mantelfläche des Prisma in diesem Fall nicht aus Rechtecken, sondern aus gekrümmten Flächen besteht.In the embodiment of 6 the socket 7 forms a right prism on its outer surface 72, which is formed by parallel displacement perpendicular to the base formed by the polygon 8. The three-dimensional outer shape of the socket 5 can be referred to as a right prism in the sense of the above generalized definition of a polygon, whereby the lateral surface of the prism in this case does not consist of rectangles but of curved surfaces.

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 Formschluss statt durch eine polygonale Form der die Innenbohrung des Planetenrads und der Außenfläche der Buchse durch eine andere geometrische Form, zum Beispiel eine Wellenform der Innenbohrung des Planetenrads und der Außenfläche der Buchse bereitgestellt werden.It should be understood that the invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and improvements can be made without departing from the concepts described herein. For example, instead of a polygonal shape of the inner bore of the planet gear and the outer surface of the bushing, the form fit can be provided by a different geometric shape, for example a corrugated shape of the inner bore of the planet gear and the outer surface of the bushing.

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 understood that any of the features described may be used separately or in combination with any other feature, provided they are not mutually exclusive. The disclosure extends to and encompasses all combinations and sub-combinations of one or more features described herein. If ranges are defined, these include all values within these ranges as well as all sub-ranges that fall within a range.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102017127876 A1 [0002]
US 2016/0146112 A1 [0004]

Claims

Planetary gear, which has: - a sun gear (28), which rotates about an axis of rotation (9) of the planetary gear (30) and can be driven by a sun shaft, the axis of rotation (9) defining an axial direction of the planetary gear (30), - a a plurality of planet gears (32) driven by the sun gear (28), the planet gears (32) each having an internal bore (320), - a ring gear (38) with which the plurality of planet gears (32) meshes , - A plurality of planetary pins (6), each planetary pin (6) being arranged in a planetary wheel (32), characterized by a bushing (7) which is arranged in the inner bore (320) of the planetary wheel (32) and a inner surface (71) and an outer surface (72), wherein - the inner bore (320) of the planet gear (32) has a cross-sectional shape deviating from a circular shape, - the outer surface (72) of the bushing (7) has a corresponding, likewise in cross-section of a circular has a different shape and is positively connected to the inner bore (320) of the planet wheel (32), and - the inner surface (71) of the bushing (7) forms a plain bearing (65) with the planetary pin (6).

planetary gears claim 1 , characterized in that the inner bore (320) of the planet wheel (32) and the outer surface (72) of the bushing (7) each have a geometric shape in cross section which can be achieved by rotation through certain angles about the longitudinal axis (90) of the bushing (7 ) is mapped to itself.

planetary gears claim 1 or 2 , characterized in that - the inner bore (320) of the planet wheel (32) has a polygonal shape in cross section, and - the outer surface (72) of the bush (7) has a polygonal cross section and form-fitting with the likewise polygonal shaped inner bore ( 320) of the planet gear (32) is connected.

planetary gears claim 3 , characterized in that the cross-sectional polygonal shape of the inner bore (320) of the planet wheel (32) and the outer surface (72) of the bushing (7) is formed by a closed polygonal line (8) which has a plurality of curved sections (81 ), wherein two lines (81) meet in a pointed or rounded corner (82).

planetary gears claim 3 , characterized in that the cross-sectionally polygonal shape of the inner bore (320) of the planet wheel (32) and the outer surface (72) of the bushing (7) is formed by a closed polygonal line (8) which has a plurality of straight sections (83 ), wherein two lines (83) meet in a pointed or rounded corner (84).

Planetary gear according to one of claims 3 until 5 , characterized in that the polygonal shape of the inner bore (320) of the planet wheel (32) and the outer surface (72) of the bushing (7) has three, four or five pointed or rounded corners (82).

planetary gears claim 1 or 2 , characterized in that the inner bore of the planet gear has a wavy shape in cross section and the outer surface of the sleeve also has a wavy shape in cross section.

Planetary gear according to one of the preceding claims, characterized in that the inner bore (320) of the planet wheel (32) and the outer surface (72) of the bushing (7) each have a geometric cross-section that does not form any sharp corners.

Planetary gear according to one of the preceding claims, characterized in that the inner surface (71) of the bushing (7) has a circular cross-section.

Planetary gear according to one of the preceding claims, characterized in that the bushing (7) consists of metal, a composite material or ceramics or has at least one of these materials.

Planetary gear according to one of the preceding claims, characterized in that the melting temperature of the material of the bushing (7) is below the melting temperature of the material of the planet wheel (32).

Planetary gear according to one of the preceding claims, characterized in that the strength of the material of the bushing (7) is less than the strength of the material of the planet wheel (32) and/or the stiffness of the material of the bushing (7) is less than the stiffness of the Material of the planet gear (32).

Planetary gear according to one of the preceding claims, characterized in that the bushing (7) has at least the same geometric extension in the direction of the longitudinal axis of the bushing (7) as the slide bearing (65).

Planetary gear according to one of the preceding claims, characterized in that on the planet pin (6) a separate plain bearing bush is fixed in a rotationally fixed manner, the wall thickness (d2) of the bush (7) corresponding at least to the wall thickness of such a plain bearing bush, in particular 2 to 4 times the wall thickness of such a plain bearing bush.

Gas turbine engine (10) for an aircraft, comprising: - an engine core (11) comprising a turbine (19), a compressor (14) and a turbine shaft (26) connecting the turbine to the compressor; - a fan (23) positioned upstream of the engine core (11), the fan (23) comprising a plurality of fan blades and being driven by a fan shaft; and - a planetary gear (30) according to claim 1 , whose input is connected to the turbine shaft (26) and whose output is connected to the fan shaft.

Gas turbine engine (10) after claim 15 , characterized in that - the turbine is a first turbine (19), the compressor is a first compressor (14) and the turbine shaft is a first turbine shaft (26); - the engine core (11) further comprises a second turbine (17), a second compressor (15) and a second turbine shaft (27) connecting the second turbine to the second compressor; and - the second turbine (17), the second compressor (15) and the second turbine shaft (27) are arranged to rotate at a higher speed than the first turbine shaft (26).