DE102021134169A1 - Planetengetriebe für ein Gasturbinentriebwerk und Gasturbinentriebwerk - Google Patents

Abstract

Es wird ein Planetengetriebe (30) für ein Gasturbinentriebwerk mit einem Planetenträger (34) und mit wenigstens einem Planetenrad (32) beschrieben. Das Planetenrad (32) ist über ein Gleitlager (41) drehbar an einem Trägerelement (42) gelagert, das drehfest mit dem Planetenträger (34) in Verbindung steht. im Bereich einer Außenseite (46) des Trägerelementes (42) ist wenigstens eine Ölzuführtasche (62) vorgesehen, über die Öl in einen Lagerspalt (63) zwischen der Außenseite (46) des Trägerelementes (42) und einer Innenseite (64) des Planetenrades (32) führbar ist. Das Trägerelement (42) ist im Umfangsbereich einer Hauptlastrichtung (43) des Gleitlagers (41) mit wenigstens einem Getriebeöl führenden Kanal (48, 49) ausgebildet. Der Kanal (48, 49) ist radial innerhalb der Außenseite (46) des Trägerelementes (42) im Trägerelement (42) vorgesehen und mit einem gegenüber dem Lagerspalt (63) geschlossenen Querschnitt ausgeführt. Zudem weist der Kanal (48, 49) in Strömungsrichtung des Getriebeöls im Kanal (48, 49) wenigstens zwei aufeinander folgende Kanalabschnitte (48A bis 48D, 49A bis 49D) auf. Der Strömungsquerschnitt des Kanals (48, 49) nimmt im Übergangsbereich (48AB, 48BC, 48CD, 49AB, 49BC, 49CD) zwischen dem stromauf vorgesehen Kanalabschnitt (48A bis 48C, 49A bis 49C) und dem in Strömungsrichtung folgenden Kanalabschnitt (48B bis 48D, 49B bis 49D) wenigstens annähernd stufenartig ab.

Description

• Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Planetengetriebe für Gasturbinentriebwerk einem Planetenträger und mit wenigstens einem Planetenrad, das über ein Gleitlager drehbar an einem Trägerelement gelagert ist. Zusätzlich betrifft die Offenbarung ein Gasturbinentriebwerk mit einem solchen Planetengetriebe.
• Gleitlager stellen neben Wälzlagern die im Maschinen- und Gerätebau am häufigsten gebrauchte Lagerbauart dar. Dabei haben die beiden sich relativ zueinander bewegenden Teile im Gleitlager direkten Kontakt. Sie gleiten aufeinander gegen den durch Gleitreibung verursachten Widerstand. Dieser kann niedrig gehalten werden durch Wahl einer reibungsarmen Materialpaarung, durch Schmierung oder durch Erzeugen eines Schmierfilms, der die beiden Kontaktflächen voneinander trennt. Wenn sich die beiden Teile berühren, was bei den meisten verwendeten Gleitlagern der Fall ist, entsteht in den Kontaktflächen Verschleiß, der die Lebensdauer eines Gleitlagers begrenzt. Die Erzeugung des trennenden Schmierfilms bei Vollschmierung verlangt einen Zusatzaufwand. Der Gleitwiderstand bewirkt eine Umwandlung eines Teiles der Bewegungsenergie in Wärmeenergie, die in die beiden Lagerteile fließt und gegebenenfalls abzuleiten ist.
• Gleitlager werden unter anderem in Abhängigkeit des Gleitwiderstands unterschieden. Dabei wird zwischen einfachen Gleitlagern, hydrodynamischen Gleitlagern und hydrostatischen Gleitlagern unterschieden. Einfache Gleitlager sind entweder ungeschmiert oder mittels eines Schmiermittels, wie Fett, geschmiert. Je nach Ausführung eines Gleitlagers resultiert der Gleitwiderstand aus einer sogenannten Festkörperreibung, einer Mischreibung oder einer Flüssigkeitsreibung.
• Bei Gleitlagern mit Festkörperreibung, die oftmals auch als Trockenreibung bezeichnet wird, werden reibungsarme Werkstoffpaarungen verwendet. Mitunter hat einer der beiden Partner eine sogenannte Selbstschmierungseigenschaft. Der zweite Partner ist meist aus Stahl hergestellt.
• In Turbinen und Generatoren werden oftmals Gleitlager eingesetzt, zwischen deren Partnern der Gleitwiderstand aus Flüssigkeitsreibung resultiert. Der im Lagerspalt angestrebte Schmierfilm muss unter Druck gesetzt werden, damit er die Kontaktflächen gegen die Lagerkraft voneinander trennen kann. Bei hydrostatischen Gleitlagern wird dazu eine Ölpumpe verwendet. im Gegensatz dazu wird bei sogenannten hydrodynamischen Gleitlagern der Öldruck im Schmierfilm durch die beiden zueinander bewegten Kontaktflächen selbst erzeugt.
• Bei Getrieben, die in Gasturbinentriebwerken von Luftfahrzeugen eingesetzt werden, sind aufgrund der begrenzt zur Verfügung stehenden Ölmenge und den teils hohen Betriebstemperaturen besondere Anforderungen an Gleitlager gestellt. Zusätzlich soll ein Gesamtgewicht eines Gasturbinentriebwerkes möglichst gering sein. Diese Anforderung bedingt jedoch, dass eine Steifigkeit der Konstruktion im Vergleich zu klassischen Anwendungen, wie stationären Industrieanwendungen, durch eine geringere Steifigkeit gekennzeichnet ist.
• Aufgrund der hohen Belastungen im Bereich von Gleitlagern von Getrieben von Gasturbinentriebwerken können im Bereich eines Gleitlagers unerwünschte thermische Deformationen auftreten, welche die Funktionalität und die Betriebssicherheit negativ beeinflussen. Zudem gelangt nur ein kleiner Teil des zugeführten Ölstroms in den hochbelasteten Bereich eines Gleitlagers, wo die höchsten Temperaturen auftreten. Dies führt dazu, dass in den stärker belasteten Bereichen solcher Gleitlager hohe lokale Temperaturen auftreten, die auch kritisch für die Beschichtung im Bereich der Lagerflächen sein können.
• Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Planetengetriebe für ein Gasturbinentriebwerk sowie ein Gasturbinentriebwerk mit einem solchen Planetengetriebe zur Verfügung zu stellen, die jeweils durch eine hohe Lebensdauer gekennzeichnet sind.
• Diese Aufgabe wird mit einem Planetengetriebe und mit einem Gasturbinentriebwerk mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. 27 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
• Es wird ein Planetengetriebe für ein Gasturbinentriebwerk mit einem Planetenträger und mit wenigstens einem Planetenrad vorgeschlagen. Das Planetenrad ist über ein Gleitlager drehbar an einem Trägerelement gelagert, das drehfest mit dem Planetenträger in Verbindung steht. Im Bereich einer Außenseite des Trägerelementes ist wenigstens eine Ölzuführtasche vorgesehen, über die Öl in einen Lagerspalt zwischen der Außenseite des Trägerelementes und einer Innenseite des Planetenrades führbar ist. Das Trägerelement, das ein sogenannter Planetenbolzen sein kann, ist im Umfangsbereich einer Hauptlastrichtung des Gleitlagers mit wenigstens einem Getriebeöl führenden Kanal ausgebildet. Der Kanal ist radial innerhalb der Außenseite des Trägerelementes im Trägerelement vorgesehen. Des Weiteren ist der Kanal mit einem Querschnitt ausgeführt, der gegenüber dem Lagerspalt geschlossen ausgeführt ist.
• Vorliegend wird unter dem Begriff Kanal eine Leitung bzw. ein geschlossener Kanal verstanden, durch den Öl führbar ist und der einen runden, elliptischen, rechteckförmigen oder in anderer geeigneter Art und Weise ausgeführten geschlossenen Querschnitt aufweist.
• Der geschlossene Querschnitt des Kanals verhindert einen direkten Austritt von Öl aus dem Kanal und durch die Außenseite des Trägerelementes hindurch in den Lagerspalt. Damit durchströmt der gesamte Ölvolumenstrom, der in den Kanal eingeleitet wird, den Kanal und entzieht dem Trägerelement vor allem im hochbelasteten Bereich des Gleitlagers Wärmeenergie. Dadurch wird sowohl eine Tragfähigkeit des Gleitlagers als auch eine Lebensdauer des Gleitlagers erhöht.
• Mit anderen Worten umfasst das Planetengetriebe gemäß der vorliegenden Offenbarung wenigstens einen im Gleitlager integrierten Kanal bzw. Kühlkanal. Der Kanal ist so im Gleitlager angeordnet, dass das Getriebeöl, welches durch den Kanal geführt wird, den unerwünschten thermischen Deformationen des Gleitlagers insbesondere im Bereich der hochbelasteten Zone des Gleitlagers entgegenwirkt.
• Durch die geringeren thermischen Deformationen im Bereich des Trägerelementes bzw. des Planetenbolzens wird einer unerwünschten Verringerung der Höhe des Lagerspaltes nahe der Hauptbelastungszone entgegengewirkt. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine Lebensdauer im Vergleich zu bekannten Gleitlager-Ausführungen verbessert.
• Der wenigstens eine Kanal bietet die Möglichkeit, im Bereich des Trägerelementes im Vergleich zu bekannten Lösungen eine maximale Betriebstemperatur zu verringern, was sich positiv auf die thermische Stabilität der Beschichtung im Bereich der Außenseite des Trägerelementes und im Bereich der Innenseite des Planetenrades auswirkt.
• Zudem weist der Kanal in Strömungsrichtung des Getriebeöls im Kanal wenigstens zwei aufeinander folgende Kanalabschnitte auf. Der Strömungsquerschnitt des Kanals nimmt im Übergangsbereich zwischen dem stromauf vorgesehen Kanalabschnitt und dem in Strömungsrichtung folgenden Kanalabschnitt wenigstens annähernd stufenartig ab.
• Durch die wenigstens annähernd stufenartige Reduzierung des Strömungsquerschnittes des Kanal kann das Strömungsprofil des Getriebeöls im Kanal im Übergangsbereich zwischen den Kanalabschnitten so beeinflusst werden, dass ein Wärmeübergang zwischen dem Trägerelement und dem Getriebeöl im Kanal durch Erzeugung einer turbulenten Strömung stromab des Übergangsbereiches auf konstruktiv einfache Art und Weise verbessert wird.
• Der Strömungsquerschnitt des Kanals kann bei einer einfach herstellbaren Ausführungsform des Planetengetriebe gemäß der vorliegenden Offenbarung im Bereich der Kanalabschnitte in Strömungsrichtung des Getriebeöls jeweils wenigstens annähernd konstant sein.
• Der wenigstens eine Kanal kann in axialer Richtung des Trägerelementes zumindest im Bereich einer Stirnseite des Trägerelementes offen ausgeführt sein und mit einer Ausleiteinrichtung in Verbindung stehen. Über die Ausleiteinrichtung kann das Öl aus dem Kanal in Richtung eines Zahnprofils des Planetenrades führbar sein, um einen Zahneingriff des Planetenrades mit einem weiteren Zahnrad, wie einem Sonnenrad, einem Hohlrad und/oder einem weiteren Planetenrad, kühlen und schmieren zu können.
• Dabei kann die Ausleiteinrichtung beispielsweise als eine Düse oder dergleichen ausgeführt sein, mittels dem das Öl als Ölstrahl auf die Verzahnung gespritzt wird.
• Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Planetengetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung ist der Planetenträger drehfest ausgeführt. Bei einer solchen Ausführung kann eine Hauptlastrichtung des Gleitlagers in Drehrichtung des Planetenrades mit einer radialen Richtung des Planetenträgers einen Winkel von etwa 90° einschließen. Der wenigstens eine Kanal kann dann in einem Umfangsbereich des Gleitlagers angeordnet sein, der mit der radialen Richtung des Planetenträgers in Drehrichtung des Planetenrades Winkelwerte in einem Bereich von 60° bis 150°, vorzugsweise von 90° bis 135° einschließt. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass die Ölzuführtasche außerhalb eines Umfangsbereiches des Gleitlagers angeordnet ist, der mit der radialen Richtung des Planetenträgers in Drehrichtung des Planetenrades Winkelwerte in einem Bereich von 10° bis 120°, vorzugsweise von 10° bis 100° einschließt.
• Bei dieser Ausführungsform des Planetengetriebes ist gewährleistet, dass der Kanal im Bereich der Hauptbelastungszone des Gleitlagers angeordnet ist, in der der Wärmeeintrag in das Trägerelement am höchsten ist. Dann ist mittels des Getriebeöls, das durch den Kanal geführt wird, gezielt im Bereich der Hauptbelastungszone des Gleitlagers Wärmeenergie ableitbar und eine aus dem Wärmeeintrag resultierende thermische Deformationen begrenzbar.
• Zusätzlich ist bei dieser Ausführungsform des Planetengetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung gewährleistet, dass die Ölzuführtasche in Umfangsrichtung des Gleitlagers außerhalb der hochbelasteten Zone des Gleitlagers angeordnet ist. Damit kann das Öl in gewünschtem Umfang aus der Ölzuführtasche in den Lagerspalt des Gleitlagers eingebracht werden.
• Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit, dass der Planetenträger des Planetengetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung drehbar ausgeführt ist. Dann kann eine Hauptlastrichtung des Gleitlagers in Drehrichtung des Planetenrades gegenüber dem Trägerelement mit einer radialen Richtung des Planetenträgers betriebspunktabhängig Winkelwerte zwischen 110° bis 180° einschließen. Der wenigstens eine Kanal kann in einem Umfangsbereich des Gleitlagers angeordnet sein, der mit der radialen Richtung des Planetenträgers in Drehrichtung des Planetenrades Winkelwerte in einem Bereich von 110° bis 225°, vorzugsweise von 120° bis 200° einschließt. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass die Ölzuführtasche außerhalb eines Umfangsbereiches des Gleitlagers angeordnet ist, der mit der radialen Richtung des Planetenträgers in Drehrichtung des Planetenrades Winkelwerte in einem Bereich von 90° bis 190°, vorzugsweise von 30° bis 210° einschließt. Dadurch wird gewährleistet, dass die Ölzuführtasche außerhalb eines hochbelasteten Bereiches des Gleitlagers angeordnet ist und Öl mit geringem Aufwand in den Lagerspalt zwischen dem Planetenrad und dem Trägerelement einbringbar ist.
• Bei weiteren Ausführungsformen des Planetengetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung kann sich der Kanal in axialer und/oder in Umfangsrichtung des Trägerelementes radial innerhalb der Außenseite des Trägerelementes im Trägerelement erstrecken. Dann kann auf konstruktiv einfache Art und Weise Wärmeenergie aus dem hochbelasteten Bereich des Gleitlagers abgeführt werden und es können thermische Deformationen des Gleitlagers in gewünschtem Umfang begrenzt werden.
• Gemäß einem weiteren Aspekt weist der Kanal zwischen den Kanalabschnitten ein stufenförmiges Anströmprofil auf. Der Getriebeölvolumenstrom wird im Bereich des Anströmprofils in Bezug auf eine Innenseite des Kanals radial nach innen umgelenkt. Die Strömung des Getriebeölvolumenstromes wird dabei stromab des Anströmprofils innerhalb des Kanals wenigstens annähernd senkrecht zur überströmten Innenseite des Kanals bzw. in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes stromauf des Anströmprofils wenigstens annähernd radial nach innen umgelenkt. Dabei wird eine Umlenkung angestrebt, die stromab des Anströmprofils und innerhalb der Innenseite des Kanals im Getriebeölvolumenstrom eine Rezirkulationszone mit wenigstens einer Ablöseblase erzeugt.
• Es kann wenigstens ein Strömungskanal vorgesehen sein, der im Trägerelement in Richtung einer Mündung verläuft, die im Bereich der Innenseite des Kanals stromab des Anströmprofils vorgesehen ist, wobei durch den Strömungskanal Getriebeöl in den Kanal einleitbar ist. Mit dem Getriebeölvolumenstrom, der aus dem Strömungskanal in den Kanal einleitbar ist, ist ein vorzugsweise laminares Strömungsprofil des Getriebeöls im Kanal in eine turbulente Strömung überführbar und damit ein Wärmeübergang zwischen dem Trägerelement und dem Getriebeölvolumenstrom im Kanal verbesserbar.
• Der durch den Strömungskanal geführte Getriebeölvolumenstrom kann jeweils mit einem derartigen Winkel gegenüber der Strömungsrichtung des Getriebölvolumenstromes aus der Mündung austreten, dass sich stromab der Mündung eine Rezirkulationszone mit wenigstens einer Ablöseblase innerhalb der Innenseite des Kanals bildet.
• Die gezielte Erzeugung einer Rezirkulationszone mit einer Ablöseblase gemäß der vorliegenden Offenbarung bewirkt einen Übergang von einem laminaren Strömungsprofil hin zu einem turbulenten Strömungsprofil der Strömung des Getriebeölvolumenstromes im Kanal. Dadurch erhöht sich der Wärmeübertragungskoeffizient an der Innenseite des Kanals bereits nach relativ kurzer Lauflänge. Des Weiteren ist die im Mittel übertragene Wärme bezogen auf die dafür notwendige Oberfläche des Kanals im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen erhöht.
• Die sich nach der Rezirkulationszone wieder an der Oberfläche des Wärmetauschers anlegende turbulente Grenzschicht verbessert den Wärmeübergang zwischen dem Trägerelement und dem durch den Kanal geführten Getriebeöl signifikant.
• Durch den in vorstehend näher beschriebener Art und Weise erhöhten Wärmeübertragungskoeffizienten besteht wiederum die Möglichkeit, die Abmessungen des Kanals sowie den dadurch geführten Getriebeölvolumenstrom entsprechend gering auszulegen, ohne die Temperierleistung zu verringern. Dadurch sind Gewichtseinsparungen sowie Materialeinsparungen und ein unter Umständen kleiner dimensionierbarer Ölkreislauf im Bereich des Trägerelementes möglich. Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit, dass von dem durch den Kanal geführten Getriebeöl eine höhere Wärmemenge aus dem Trägerelement abgeführt wird, wenn der Kanal etwa vergleichbare Abmessungen aufweist wie herkömmlich ausgeführte Kanäle mit im Wesentlichen konstantem Strömungsquerschnitt .
• Der Strömungskanal kann zumindest bereichsweise in radialer Richtung des Trägerelementes zwischen der Außenseite des Trägerelementes und dem Kanal und/oder radial innerhalb des Kanals im Trägerelement verlaufend angeordnet sein.
• Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass stromauf des Kanals eine Blende vorgesehen ist, über die ein Volumenstrom aus einer Getriebeölzuführung in den Kanal, von der aus auch der Strömungskanal mit Getriebeöl versorgt wird, zu begrenzen. Dadurch wird erreicht, dass durch den Strömungskanal jeweils ein Getriebeölvolumenstrom geführt wird, der stromab der Mündung eine Rezirkulationszone mit wenigstens einer Ablöseblase innerhalb der Innenseite des Kanals erzeugt.
• Die Rezirkulationszone bzw. die Ablöseblase kann in Strömungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes im Kanal eine definierte Länge aufweisen, die in Abhängigkeit einer Höhe der wirksamen Fläche des Anströmprofils steht. Dabei entspricht die wirksame Fläche des Anströmprofils einer Fläche des Anströmprofils, die in eine Ebene projiziert ist, die senkrecht zur Strömungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes steht.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird der Getriebeölvolumenstrom im Bereich des Anströmprofils im Bereich der Mündung gegenüber der Innenseite des Kanals radial nach innen umgelenkt. In Strömungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes schließt sich an die Rezirkulationszone ein Wiederanlegebereich an. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine weitere Verbesserung des Wärmeübertragungskoeffizienten gegenüber bekannten Planetengetrieben erreicht.
• Dabei kann die Mündung wenigstens annähernd im Bereich der Innenseite des Kanals angeordnet sein, in dem jeweils die Rezirkulationszone endet.
• Der Kanal kann wenigstens einen weiteren bzw. dritten Kanalabschnitt aufweisen, der sich in Strömungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes im Kanal an den zweiten Kanalabschnitt anschließt. Der Strömungsquerschnitt des Kanals kann sich im Übergangsbereich zwischen dem zweiten Kanalabschnitt und dem dritten Kanalabschnitt wenigstens annähernd stufenförmig reduzieren. Dann ist im Übergangsbereich zwischen dem zweiten Kanalabschnitt und dem dritten Kanalabschnitt ein weiteres Anströmprofil vorgesehen, das stromab des Anströmprofils im Kanal angeordnet ist und das in Bezug auf die Innenseite des Kanals nach innen vorkragt, vom Getriebeölvolumenstrom angeströmt wird und den Getriebeölvolumenstrom im Kanal umlenkt. Dabei wird der Getriebeölvolumenstrom im Bereich des weiteren Anströmprofils derart umgelenkt, dass sich stromab des weiteren Anströmprofils im Kanal eine weitere Rezirkulationszone einstellt, in der jeweils wenigstens eine Ablöseblase vorliegt.
• Die gezielte Erzeugung von Rezirkulationszonen mit Ablöseblasen gemäß der vorliegenden Offenbarung bewirkt jeweils einen Übergang von einem laminaren Strömungsprofil hin zu einem turbulenten Strömungsprofil der Strömung des Getriebeölvolumenstromes im Kanal. Dadurch erhöht sich der Wärmeübertragungskoeffizient an der Innenseite des Kanals bereits nach relativ kurzer Lauflänge. Des Weiteren ist die im Mittel übertragene Wärme bezogen auf die dafür notwendige Oberfläche des Kanals im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen erhöht.
• Liegt ein Abstand zwischen jeweils zwei Anströmprofilen in Strömungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes in einem Bereich zwischen dem Einfachen und dem Zehnfachen der Höhe des in Strömungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes jeweils vorderen Anströmprofils, ist im Bereich des Kanals eine hohe Wärmeübertragungsfähigkeit bei gleichzeitig geringen Abmessungen des Kanals erzielbar. Dabei kann es vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen jeweils zwei Anströmprofilen in einem Bereich zwischen dem Vierfachen und dem Fünffachen der Höhe des vorderen Anströmprofils liegt.
• Bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform des Wärmetauschers gemäß der vorliegenden Offenbarung erstrecken sich die stufenförmigen Anströmprofile wenigstens annähernd quer zur Strömungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes.
• Die stufenförmigen Anströmprofile sind bei einer weiteren konstruktiv einfachen Ausführungsform des Planetengetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung zumindest bereichsweise mit einer konvexen und/oder ebenen und der Strömung des Getriebeölvolumenstromes entgegen gerichteten Stirnfläche ausgeführt, die mit der Innenseiten der Kanalabschnitte jeweils einen Winkel zwischen 0° und 90° einschließen. Damit besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, in Abhängigkeit der jeweils vorliegenden Bauform des Trägerelementes längere oder kürzere Rezirkulationszonen bzw. Ablöseblasen zu erzeugen. Dabei ist die Länge der Rezirkulationszonen bzw. der Ablöseblasen mittels der geometrischen Form von Ablösekanten zwischen den Stirnflächen der Anströmprofile und den Innenflächen der Kanalabschnitte kontrollierbar bzw. erzeugbar.
• Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass das Planetengetriebe gemäß der vorliegenden Offenbarung mehrere Kanäle aufweist, die in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung des Trägerelementes verlaufend vorgesehen sind. Damit sind im Bereich des Trägerelementes über einen sich in Umfangsrichtung größeren Bereich in gewünschtem Umfang Wärmeenergie aus dem hochbelasteten Bereich abführbar und thermische Deformationen des Gleitlagers im erforderlichen Umfang begrenzbar.
• Stehen die Kanäle fluidisch miteinander in Verbindung, ist ein konstruktiver Aufwand für die Einleitung von Getriebeöl in die Kanäle auf einfache Art und Weise begrenzt. Dies ist dann der Fall, wenn das Getriebeöl in einen der Kanäle eingeleitet und anschließend aus diesem Kanal weiter in einen weiteren Kanal oder in weitere Kanäle weitergeleitet wird.
• Der Kanal oder die Kanäle können stromab eines Zuführbereiches des Getriebeöls in den Kanal oder in die Kanäle fluidisch mit der wenigstens einen Ölzuführtasche in Verbindung stehen. Dann ist vorzugsweise lediglich eine Zuführung für das Öl, das durch den Kanal oder das durch die Kanäle zu führen ist, und zusätzlich für das Getriebeöl vorzusehen, das in den Lagerspalt des Gleitlagers einzubringen ist. Dadurch wird ein konstruktiver Aufwand auf einfache Art und Weise begrenzt.
• Zusätzlich werden dadurch auch Verlustleistungen reduziert. Dies resultiert aus der Tatsache, dass das Getriebeöl, das in den Kanal oder das in die Kanäle eingeleitet wird, direkt vom Kanal oder von den Kanälen zur Ölzuführtasche geführt wird. Der Umweg des Öl ausgehend vom Kanal oder von den Kanälen über einen Rücklauf des Getriebes in einen Ölkreislauf und dann erst zur Ölzuführtasche verursacht Verluste, die bei einer direkten Beaufschlagung der Ölzuführtasche ausgehend von dem Kanal oder von den Kanälen nicht auftreten.
• Bei einer weiteren Ausführungsform des Planetengetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Zuführbereich vorgesehen, über den Öl in das Trägerelement einleitbar ist. Der Zuführbereich kann über Leitungen im Trägerelement mit dem Kanal oder mit den Kanälen und mit der wenigstens einen Ölzuführtasche verbunden sein. Das Öl, das über den Zuführbereich in das Trägerelement eingeleitet wird, kann über die Leitungen zu einem Teil in den Kanal oder in die Kanäle und zum anderen Teil in die Ölzuführtasche geführt werden.
• Der Kanal oder die Kanäle können jeweils in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles Durchmesser zwischen 5 mm und 15 mm aufweisen.
• Die Kanäle können derart mit den Zuführbereichen in Wirkverbindung stehen, dass Getriebeöl zumindest in zwei zueinander benachbart im Trägerelement verlaufenden Kanälen im Gleichstrom oder im Gegenstrom geführt wird. Insbesondere bei einer Führung des Getriebeöls bzw. des Getriebeöls im Gegenstrom ist in Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung des Trägerelementes ein möglichst gleichmäßiges Temperaturprofil erzielbar, das sich positiv auf die Lebensdauer des Gleitlagers und somit des Planetengetriebes auswirkt.
• Bei einer weiteren konstruktiv einfachen Ausführungsform des Planetengetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung sind zumindest die beiden benachbarten Kanäle, durch die das Getriebeöl im Gleichstrom geleitet wird, jeweils zulaufseitig mit dem Zuführbereich für das Getriebeöl wirkverbunden.
• Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass zumindest einer der beiden Kanäle, durch die das Getriebeöl im Gegenstrom geleitet wird, zulaufseitig mit dem Zuführbereich wirkverbunden ist und auslaufseitig mit der Zulaufseite des benachbarten Kanales in Verbindung steht.
• Das Trägerelement kann zumindest bereichsweise mit einer radial innerhalb der Außenseite vorgesehenen Ausnehmung ausgeführt sein. Dabei besteht die Möglichkeit, dass wenigstens ein Bereich des Kanales oder zumindest eines der Kanäle im Bereich der inneren Ausnehmung als eine in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung des Trägerelementes verlaufende Nut ausgeführt ist. Die Nut kann von einem weiteren Bauteil gegenüber einer Umgebung des Trägerelementes abgedichtet sein, wodurch Leckagen und damit verbundene Verlustleistungen sowie eine Reduzierung der Kühlleistung auf einfache Art und Weise vermieden sind.
• Das weitere Bauteil und das Trägerelement können einen Getriebeöl führenden Bereich begrenzen, der eine Verbindung zwischen dem Auslass des Kanals oder zwischen zumindest einem Auslass von einem der Kanäle und der Ölzuführtasche herstellt. Damit ist wiederum auf konstruktiv einfache Art und Weise die Verbindung zwischen dem Kanal bzw. den Kanälen und der Ölzuführtasche realisierbar.
• Der Getriebeöl führende Bereich kann über eine im Trägerelement radial verlaufende Bohrung auf konstruktiv einfache Art und Weise mit der Ölzuführtasche verbunden sein.
• Bei einem Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und beansprucht wird, kann ein Brennraum axial stromabwärts des Gebläses und des Verdichters (der Verdichter) vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Brennraum direkt stromabwärts des zweiten Verdichters (beispielsweise an dessen Ausgang) liegen, wenn ein zweiter Verdichter vorgesehen ist. Als ein weiteres Beispiel kann die Strömung am Ausgang des Verdichters dem Einlass der zweiten Turbine zugeführt werden, wenn eine zweite Turbine vorgesehen ist. Der Brennraum kann stromaufwärts der Turbine (der Turbinen) vorgesehen sein.
• Der oder jeder Verdichter (beispielsweise der erste Verdichter und der zweite Verdichter gemäß obiger Beschreibung) kann eine beliebige Anzahl an Stufen, beispielsweise mehrere Stufen, umfassen. Jede Stufe kann eine Reihe von Rotorschaufeln und eine Reihe von Statorschaufeln umfassen, bei denen es sich um variable Statorschaufeln (dahingehend, dass ihr Anstellwinkel variabel sein kann) handeln kann. Die Reihe von Rotorschaufeln und die Reihe von Statorschaufeln können axial voneinander versetzt sein.
• Die oder jede Turbine (beispielsweise die erste Turbine und die zweite Turbine gemäß obiger Beschreibung) kann eine beliebige Anzahl an Stufen, beispielsweise mehrere Stufen, umfassen. Jede Stufe kann eine Reihe von Rotorschaufeln und eine Reihe von Statorschaufeln umfassen. Die Reihe von Rotorschaufeln und die Reihe von Statorschaufeln können axial voneinander versetzt sein.
• Jede Gebläseschaufel kann mit einer radialen Spannweite definiert sein, die sich von einem Fuß (oder einer Nabe) an einer radial innenliegenden von Gas überströmten Stelle oder an einer Position einer Spannbreite von 0 % zu einer Spitze an einer Position einer Spannbreite von 100 % erstreckt. Das Verhältnis des Radius der Gebläseschaufel an der Nabe zu dem Radius der Gebläseschaufel an der Spitze kann weniger als (oder in der Größenordnung von): 0,4, 0,39, 0,38, 0,37, 0,36, 0,35, 0,34, 0,33, 0,32, 0,31, 0,3, 0,29, 0,28, 0,27, 0,26 oder 0,25 liegen. Das Verhältnis des Radius der Gebläseschaufel an der Nabe zu dem Radius der Gebläseschaufel an der Spitze kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Diese Verhältnisse können allgemeinhin als das Nabe-Spitze-Verhältnis bezeichnet werden. Der Radius an der Nabe und der Radius an der Spitze können beide an dem vorderen Randteil (oder dem axial am weitesten vorne liegenden Rand) der Schaufel gemessen werden. Das Nabe-Spitze-Verhältnis bezieht sich natürlich auf den von Gas überströmten Abschnitt der Gebläseschaufel, d. h. den Abschnitt, der sich radial außerhalb jeglicher Plattform befindet.
• Der Radius des Gebläses kann zwischen der Mittellinie des Triebwerks und der Spitze der Gebläseschaufel an ihrem vorderen Rand gemessen werden. Der Durchmesser des Gebläses (der einfach das Doppelte des Radius des Gebläses sein kann) kann größer als (oder in der Größenordnung von): 250 cm (etwa 100 Inch), 260 cm, 270 cm (etwa 105 Inch), 280 cm (etwa 110 Inch), 290 cm (etwa 115 Inch), 300 cm (etwa 120 Inch), 310 cm, 320 cm (etwa 125 Inch), 330 cm (etwa 130 Inch), 340 cm (etwa 135 Inch), 350 cm, 360 cm (etwa 140 Inch), 370 cm (etwa 145 Inch), 380 cm (etwa 150 Inch) oder 390 cm (etwa 155 Inch) sein (liegen). Der Gebläsedurchmesser kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden).
• Die Drehzahl des Gebläses kann im Gebrauch variieren. Allgemein ist die Drehzahl geringer für Gebläse mit einem größeren Durchmesser. Lediglich als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die Drehzahl des Gebläses bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen weniger als 2500 U/min, beispielsweise weniger als 2300 U/min, betragen. Lediglich als ein weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann auch die Drehzahl des Gebläses bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen für ein Triebwerk mit einem Gebläsedurchmesser im Bereich von 250 cm bis 300 cm (beispielsweise 250 cm bis 280 cm) im Bereich von 1700 U/min bis 2500 U/min, beispielsweise im Bereich von 1800 U/min bis 2300 U/min, beispielsweise im Bereich von 1900 U/min bis 2100 U/min, liegen. Lediglich als ein weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann die Drehzahl des Gebläses bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen für ein Triebwerk mit einem Gebläsedurchmesser im Bereich von 320 cm bis 380 cm in dem Bereich von 1200 U/min bis 2000 U/min, beispielsweise in dem Bereich von 1300 U/min bis 1800 U/min, beispielsweise in dem Bereich von 1400 U/min bis 1600 U/min, liegen.
• im Gebrauch des Gasturbinentriebwerks dreht sich das Gebläse (mit zugehörigen Gebläseschaufeln) um eine Drehachse. Diese Drehung führt dazu, dass sich die Spitze der Gebläseschaufel mit einer Geschwindigkeit 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).
• Gasturbinentriebwerke gemäß der vorliegenden Offenbarung können ein beliebiges gewünschtes Bypassverhältnis aufweisen, wobei das Bypassverhältnis als das Verhältnis des Massendurchsatzes der Strömung durch den Bypasskanal zu dem Massendurchsatz der Strömung durch den Kern bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen definiert wird. Bei einigen Anordnungen kann das Bypassverhältnis mehr als (in der Größenordnung von): 10, 10,5, 11, 11,5, 12, 12,5, 13, 13,5, 14, 14,5, 15, 15,5, 16, 16,5 oder 17 betragen (liegen). Das Bypassverhältnis kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Der Bypasskanal kann im Wesentlichen ringförmig sein. Der Bypasskanal kann sich radial außerhalb des Triebwerkskerns befinden. Die radial äußere Fläche des Bypasskanals kann durch eine Triebwerksgondel und/oder ein Gebläsegehäuse definiert werden.
• Das Gesamtdruckverhältnis eines Gasturbinentriebwerks, das hier beschrieben und 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 beansprucht wird, bei Konstantgeschwindigkeit mehr als (oder in der Größenordnung von): 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 betragen (liegen). Das Gesamtdruckverhältnis kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden).
• Der spezifische Schub eines Gasturbinentriebwerks kann als der Nettoschub des Gasturbinentriebwerks 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 Gasturbinentriebwerke können im Vergleich zu herkömmlichen Gasturbinentriebwerken besonders effizient sein.
• Ein Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und beansprucht wird, kann einen beliebigen gewünschten Höchstschub aufweisen. Lediglich als ein nicht einschränkendes Beispiel kann eine Gasturbine, die hier beschrieben und/oder beansprucht wird, zur Erzeugung eines Höchstschubs von mindestens (oder in der Größenordnung von): 160kN, 170kN, 180kN, 190kN, 200kN, 250kN, 300kN, 350kN, 400kN, 450kN, 500kN oder 550kN in der Lage sein. Der Höchstschub kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Der Schub, auf den oben Bezug genommen wird, kann der Nettohöchstschub bei standardmäßigen atmosphärischen Bedingungen auf Meereshöhe plus 15 Grad C (Umgebungsdruck 101,3 kPa, Temperatur 30 Grad C) bei statischem Triebwerk sein.
• Im Gebrauch kann die Temperatur der Strömung am Eingang der Hochdruckturbine besonders hoch sein. Diese Temperatur, die als TET bezeichnet werden kann, kann an dem Ausgang zum Brennraum, beispielsweise unmittelbar stromaufwärts der ersten Turbinenschaufel, die wiederum als eine Düsenleitschaufel bezeichnet werden kann, gemessen werden. Bei Konstantgeschwindigkeit kann die TET mindestens (oder in der Größenordnung von): 1400K, 1450K, 1500K, 1550K, 1600K oder 1650K betragen (liegen). Die TET bei Konstantgeschwindigkeit kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Die maximale TET im Gebrauch des Triebwerks kann beispielsweise mindestens (oder in der Größenordnung von): 1700K, 1750K, 1800K, 1850K, 1900K, 1950K oder 2000K betragen (liegen). Die maximale TET kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Die maximale TET kann beispielsweise bei einer Bedingung von hohem Schub, beispielsweise bei einer MTO-Bedingung (MTO - Maximum Take-Off thrust - maximaler Startschub), auftreten.
• Eine Gebläseschaufel und/oder ein Blattabschnitt einer Gebläseschaufel, die hier beschrieben wird, kann aus einem beliebigen geeigneten Material oder einer Kombination aus Materialien hergestellt werden. Beispielsweise kann zumindest ein Teil der Gebläseschaufel und/oder des Blatts zumindest zum Teil aus einem Verbundstoff, beispielsweise einem Metallmatrix-Verbundstoff und/oder einem Verbundstoff mit organischer Matrix, wie z. B. Kohlefaser, hergestellt werden. Als ein weiteres Beispiel kann zumindest ein Teil der Gebläseschaufel und/oder des Blatts zumindest zum Teil aus einem Metall, wie z. B. einem auf Titan basierendem Metall oder einem auf Aluminium basierenden Material (wie z. B. einer Aluminium-Lithium-Legierung) oder einem auf Stahl basierenden Material hergestellt werden. Die Gebläseschaufel kann mindestens zwei Bereiche umfassen, die unter Verwendung verschiedener Materialien hergestellt werden. Beispielsweise kann die Gebläseschaufel einen vorderen Schutzrand aufweisen, der unter Verwendung eines Materials hergestellt wird, das dem Aufschlagen (beispielsweise von Vögeln, Eis oder anderem Material) besser widerstehen kann als der Rest der Schaufel. Solch ein vorderer Rand kann beispielsweise unter Verwendung von Titan oder einer auf Titan basierenden Legierung hergestellt werden. Somit kann die Gebläseschaufel lediglich als ein Beispiel einen auf Kohlefaser oder Aluminium basierenden Körper (wie z. B. eine Aluminium-Lithium-Legierung) mit einem vorderen Rand aus Titan aufweisen.
• Ein Gebläse, das hier beschrieben wird, kann einen mittleren Abschnitt umfassen, von dem sich die Gebläseschaufeln, beispielsweise in einer radialen Richtung, erstrecken können. Die Gebläseschaufeln können auf beliebige gewünschte Art und Weise an dem mittleren Abschnitt angebracht sein. Beispielsweise kann jede Gebläseschaufel eine Fixierungsvorrichtung umfassen, die mit einem entsprechenden Schlitz in der Nabe (oder Scheibe) in Eingriff gelangen kann. Lediglich als ein Beispiel kann solch eine Fixierungsvorrichtung in Form eines Schwalbenschwanzes vorliegen, der zur Fixierung der Gebläseschaufel an der Nabe/Scheibe in einen entsprechenden Schlitz in der Nabe/Scheibe eingesteckt und/oder damit in Eingriff gebracht werden kann. Als ein weiteres Beispiel können die Gebläseschaufeln integral mit einem mittleren Abschnitt ausgebildet sein. Solch eine Anordnung kann als eine Blisk oder ein Bling bezeichnet werden. Ein beliebiges geeignetes Verfahren kann zur Herstellung solch einer Blisk oder solch eines Bling verwendet werden. Beispielsweise kann zumindest ein Teil der Gebläseschaufeln aus einem Block maschinell herausgearbeitet werden und/oder mindestens ein Teil der Gebläseschaufeln kann durch Schweißen, wie z. B. lineares Reibschweißen, an der Nabe/Scheibe angebracht werden.
• Die Gasturbinentriebwerke, die hier beschrieben und 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 einer VAN zutreffen.
• Das Gebläse eines Gasturbinentriebwerkes, das hier beschrieben und beansprucht wird, kann eine beliebige gewünschte Anzahl an Gebläseschaufeln, beispielsweise 16, 18, 20 oder 22 Gebläseschaufeln, aufweisen.
• Gemäß der hier erfolgenden Verwendung können Konstantgeschwindigkeitsbedingungen Konstantgeschwindigkeitsbedingungen eines Luftfahrzeugs bedeuten, an dem das Gasturbinentriebwerk angebracht ist. Solche Konstantgeschwindigkeitsbedingungen können herkömmlicherweise als die Bedingungen während des mittleren Teils des Flugs definiert werden, beispielsweise die Bedingungen, denen das Luftfahrzeug und/oder das Gasturbinentriebwerk zwischen (hinsichtlich Zeit und/oder Entfernung) dem Ende des Steigflugs und dem Beginn des Sinkflugs ausgesetzt wird bzw. werden.
• Lediglich als ein Beispiel kann die Vorwärtsgeschwindigkeit bei der Konstantgeschwindigkeitsbedingung bei einem beliebigen Punkt im Bereich von Mach 0,7 bis 0,9, beispielsweise 0,75 bis 0,85, beispielsweise 0,76 bis 0,84, beispielsweise 0,77 bis 0,83, beispielsweise 0,78 bis 0,82, beispielsweise 0,79 bis 0,81, beispielsweise in der Größenordnung von Mach 0,8, in der Größenordnung von Mach 0,85 oder in dem Bereich von 0,8 bis 0,85 liegen. Eine beliebige Geschwindigkeit innerhalb dieser Bereiche kann die Konstantfahrtbedingung sein. Bei einigen Luftfahrzeugen können die Konstantfahrtbedingungen außerhalb dieser Bereiche, beispielsweise unter Mach 0,7 oder über Mach 0,9, liegen.
• Lediglich als ein Beispiel können die Konstantgeschwindigkeitsbedingungen standardmäßigen atmosphärischen Bedingungen bei einer Höhe, die im Bereich von 10.000 m bis 15.000 m, beispielsweise im Bereich von 10.000 m bis 12.000 m, beispielsweise im Bereich von 10.400 m bis 11.600 m (etwa 38.000 Fuß) beispielsweise im Bereich von 10.500 m bis 11.500 m, beispielsweise im Bereich von 10.600 m bis 11.400 m, beispielsweise im Bereich von 10.700 m (etwa 35.000 Fuß) bis 11.300 m, beispielsweise im Bereich von 10.800 m bis 11.200 m, beispielsweise im Bereich von 10.900 m bis 11.100 m, beispielsweise in der Größenordnung von 11.000 m, liegt, entsprechen. Die Konstantgeschwindigkeitsbedingungen können standardmäßigen atmosphärischen Bedingungen bei einer beliebigen gegebenen Höhe in diesen Bereichen entsprechen.
• Lediglich als ein Beispiel können die Konstantgeschwindigkeitsbedingungen Folgendem entsprechen: einer Vorwärts-Mach-Zahl von 0,8; einem Druck von 23.000 Pa und einer Temperatur von -55 Grad C.
• So wie sie hier durchweg verwendet werden, können „Konstantgeschwindigkeit“ oder „Konstantgeschwindigkeitsbedingungen“ den aerodynamischen Auslegungspunkt bedeuten. Solch ein aerodynamischer Auslegungspunkt (oder ADP - Aerodynamic Design Point) kann den Bedingungen (darunter beispielsweise die Mach-Zahl, Umgebungsbedingungen und Schubanforderung), für die der Gebläsebetrieb ausgelegt ist, entsprechen. Dies kann beispielsweise die Bedingungen, bei denen das Gebläse (oder das Gasturbinentriebwerk) konstruktionsgemäß den optimalen Wirkungsgrad aufweist, bedeuten.
• Im Gebrauch kann ein Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und 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.
• Des Weiteren wird ein Gleitlager für ein Planetengetriebe, insbesondere für ein Planetengetriebe eines Gasturbinentriebwerkes eines Luftfahrzeuges vorgeschlagen. Das Gleitlager umfasst eine statische Achse und ein an der Achse drehbar gelagertes Bauteil. im Bereich einer Außenseite der Achse ist wenigstens eine Ölzuführtasche vorgesehen, über die Öl in einem Lagerspalt zwischen der Außenseite der Achse und einer Innenseite des drehbaren Bauteils führbar ist. Die Achse ist im Umfangsbereich einer Hauptlastrichtung des Gleitlagers mit wenigstens einem Getriebeöl führenden Kanal ausgebildet. Der Kanal ist radial innerhalb der Außenseite der Achse in der Achse zumindest bereichsweise in axialer Richtung der Achse verlaufend vorgesehen und mit einem gegenüber dem Lagerspalt geschlossenen Querschnitt ausgeführt.
• Der geschlossene Querschnitt des Kanals verhindert einen Austritt von Öl aus dem Kanal direkt in den Lagerspalt. Damit durchströmt der gesamte Ölvolumenstrom, der in den Kanal eingeleitet wird, den Kanal und entzieht dem Trägerelement vor allem im hochbelasteten Bereich des Gleitlagers Wärmeenergie. Dadurch wird sowohl eine Tragfähigkeit des Gleitlagers als auch eine Lebensdauer des Gleitlagers erhöht.
• Der wenigstens eine Kanal des Gleitlagers gemäß der vorliegenden Offenbarung kann in axialer Richtung der statischen Achse zumindest im Bereich einer Stirnseite der Achse offen ausgeführt sein und mit einer Ausleiteinrichtung in Verbindung stehen. Über die Ausleiteinrichtung kann das Öl aus dem Kanal in Richtung eines Zahnprofils des drehbaren Bauteils, das als Zahnrad ausgebildet sein kann, führbar sein, um einen Zahneingriff des Bauteils mit einem weiteren Zahnrad, wie einem Sonnenrad, einem Hohlrad und/oder einem weiteren Planetenrad, kühlen und schmieren zu können.
• Dabei kann die Ausleiteinrichtung als eine Düse oder dergleichen ausgeführt sein, mittels dem das Öl als Ölstrahl auf die Verzahnung gespritzt wird.
• Des Weiteren kann der Kanal als Stufenbohrung ausgeführt sein, wobei sich der Strömungsquerschnitt des Kanals in Strömungsrichtung des Getriebeöls jeweils stufenartig verkleinert Dabei besteht die Möglichkeit, dass die Stufenbohrungen bzw. die Kanalabschnitte des Kanals konzentrisch oder exzentrisch zueinander angeordnet sind.
• Für den Fall, dass die Achse drehfest mit einem drehfesten Bauteil verbunden ist, kann eine Hauptlastrichtung des Gleitlagers in Drehrichtung des drehbaren Bauteils mit einer radialen Richtung des drehfesten Bauteiles einen Winkel von etwa 90° einschließen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass der wenigstens eine Kanal in einem Umfangsbereich der Achse angeordnet ist, der mit der radialen Richtung des drehfesten Bauteils in Drehrichtung des drehbaren Bauteils Winkelwerte in einem Bereich von 60° bis 150°, vorzugsweise von 90° bis 135° einschließt. Des Weiteren kann die Ölzuführtasche in Umfangsrichtung außerhalb eines Umfangsbereiches der Achse angeordnet sein, der in Drehrichtung mit der radialen Richtung des drehfesten Bauteils Winkelwerte in einem Bereich von 10° bis 120°, vorzugsweise von 10° bis 100° einschließt.
• Darüber hinaus kann die Achse drehfest mit einem weiteren drehbaren Bauteil verbunden sein. Dann schließt eine Hauptlastrichtung des Gleitlagers in Drehrichtung des drehbaren Bauteils mit einer radialen Richtung des weiteren drehbaren Bauteils betriebspunktabhängig Winkelwerte zwischen 110° bis 180° ein. Der wenigstens eine Kanal kann dann in einem Umfangsbereich der Achse angeordnet sein, der mit der radialen Richtung des weiteren drehbaren Bauteils in Drehrichtung des drehbaren Bauteils Winkelwerte in einem Bereich von 110° bis 225°, vorzugsweise von 120° bis 200° einschließt. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass die Ölzuführtasche in Umfangsrichtung außerhalb eines Umfangsbereiches der Achse angeordnet ist, der mit der radialen Richtung des weiteren drehbaren Bauteils in Drehrichtung des drehbaren Bauteils Winkelwerte in einem Bereich von 90° bis 190°, vorzugsweise von 30° bis 210° einschließt.
• Bei weiteren vorteilhaften Ausführungsformen des Gleitlagers gemäß der vorliegenden Offenbarung kann sich der Kanal in axialer und/oder in Umfangsrichtung der Achse radial innerhalb der Außenseite der Achse in der Achse erstrecken.
• 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.
• Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die angegeben Kombination der Merkmale der nebengeordneten Ansprüche oder hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen und unmittelbar aus der Zeichnung hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
• Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele des Gegenstandes gemäß der vorliegenden Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
• 1 eine schematisierte Längsschnittansicht eines Gasturbinentriebwerkes;
• 2 eine vergrößerte Teillängsschnittansicht eines stromaufwärtigen Abschnitts eines Gasturbinentriebwerks;
• 3 eine Alleindarstellung eines Getriebes für ein Gasturbinentriebwerk;
• 4 eine stark schematisierte Einzeldarstellung eines Planetenbolzens des Planetengetriebes gemäß 3, auf dem ein Planetenrad drehbar gelagert ist;
• 5 eine schematisierte Längsansicht des Planetenbolzens gemäß 4 entlang einer in 4 näher gekennzeichneten Schnittlinie IV-IV;
• 6 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Planetengetriebes entlang einer in 3 näher gekennzeichneten Schnittlinie Vl-Vl;
• 7 eine Schnittansicht der in 6 gezeigten Ausführungsform des Planetengetriebes entlang einer in 6 näher gekennzeichneten Schnittlinie VII-VII;
• 8 eine 6 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Planetengetriebes gemäß 3;
• 9 eine 6 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Planetengetriebes gemäß 3;
• 10 eine vergrößerte Ansicht eines in 6 näher gekennzeichneten Bereiches X;
• 11 eine vergrößerte Ansicht eines in 8 näher gekennzeichneten Bereiches XI; und
• 12 eine vergrößerte Ansicht eines in 9 näher gekennzeichneten Bereiches XII.
• 1 stellt ein Gasturbinentriebwerk 10 mit einer Hauptdrehachse 9 dar. Das Triebwerk 10 umfasst einen Lufteinlass 12 und ein Schubgebläse 23, das zwei Luftströme erzeugt: einen Kernluftstrom A und einen Bypassluftstrom B. Das Gasturbinentriebwerk 10 umfasst einen Kern 11, der den Kernluftstrom A aufnimmt. Der Triebwerkskern 11 umfasst in Axialströmungsreihenfolge einen Niederdruckverdichter 14, einen Hochdruckverdichter 15, eine Verbrennungseinrichtung 16, eine Hochdruckturbine 17, eine Niederdruckturbine 19 und eine Kernschubdüse 20. Eine Triebwerksgondel 21 umgibt das Gasturbinentriebwerk 10 und definiert einen Bypasskanal 22 und eine Bypassschubdüse 18. Der Bypassluftstrom B strömt durch den Bypasskanal 22. Das Gebläse 23 ist über eine Welle 26 und ein Umlaufrädergetriebe 30 an der Niederdruckturbine 19 angebracht und wird durch diese angetrieben. Dabei wird die Welle 26 auch als Kernwelle bezeichnet.
• 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, die auch als Kernwelle bezeichnet wird. Das Gebläse 23 stellt allgemein den Hauptteil der Schubkraft bereit. Das Umlaufrädergetriebe 30 ist ein Untersetzungsgetriebe.
• Eine beispielhafte Anordnung für ein Getriebegebläse-Gasturbinentriebwerk 10 wird in 2 gezeigt. Die Niederdruckturbine 19 (siehe 1) treibt die Welle 26 an, die mit einem Sonnenrad 28 der Umlaufrädergetriebe-Anordnung 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 und sind jeweils drehbar auf drehfest mit dem Planetenträger 34 verbundenen und in 3 näher gezeigten Trägerelementen bzw. Planetenbolzen 42 angeordnet. Der Planetenträger 34 beschränkt die Planetenräder 32 darauf, synchron um das Sonnenrad 28 zu kreisen, während er ermöglicht, dass sich jedes Planetenrad 32 auf den Planetenbolzen 42, die statische Achsen darstellen, um seine eigene Achse drehen kann. Der Planetenträger 34 ist über Gestänge 36 mit dem Gebläse 23 dahingehend gekoppelt, seine Drehung um die Triebwerksachse 9 anzutreiben. Ein Außenrad oder Hohlrad 38, das über Gestänge 40 mit einer stationären Stützstruktur 24 gekoppelt ist, befindet sich von den Planetenrädern 32 radial außen und kämmt damit.
• Es wird angemerkt, dass die Begriffe „Niederdruckturbine“ und „Niederdruckverdichter“, so wie sie hier verwendet werden, so aufgefasst werden können, dass sie die Turbinenstufe mit dem niedrigsten Druck bzw. die Verdichterstufe mit dem niedrigsten Druck (d. h. dass sie nicht das Gebläse 23 umfassen) und/oder die Turbinen- und Verdichterstufe, die durch die Verbindungswelle 26 mit der niedrigsten Drehzahl in dem Triebwerk (d. h. dass sie nicht die Getriebeausgangswelle, die das Gebläse 23 antreibt, umfasst) miteinander verbunden sind, bedeuten. In einigen Schriften können die „Niederdruckturbine“ und der „Niederdruckverdichter“, auf die hier Bezug genommen wird, alternativ dazu als die „Mitteldruckturbine“ und „Mitteldruckverdichter“ bekannt sein. Bei der Verwendung derartiger alternativer Nomenklatur kann das Gebläse 23 als eine erste Verdichtungsstufe oder Verdichtungsstufe mit dem niedrigsten Druck bezeichnet werden.
• Das Umlaufrädergetriebe 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 Umlaufrädergetriebes 30 umfassen allgemein mindestens drei Planetenräder 32.
• Das in 2 und 3 beispielhaft dargestellte Umlaufrädergetriebe 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 Umlaufrädergetriebe 30 verwendet werden. Als ein weiteres Beispiel kann das Umlaufrädergetriebe 30 eine Sternanordnung sein, bei der der Planetenträger 34 festgelegt gehalten wird, wobei gestattet wird, dass sich das Hohlrad (oder Außenrad) 38 dreht. Bei solch einer Anordnung wird das Gebläse 23 von dem Hohlrad 38 angetrieben. Als ein weiteres alternatives Beispiel kann das Getriebe 30 ein Differenzialgetriebe sein, bei dem gestattet wird, dass sich sowohl das Hohlrad 38 als auch der Planetenträger 34 drehen.
• Es versteht sich, dass die in 2 und 3 gezeigte Anordnung lediglich beispielhaft ist und verschiedene Alternativen in dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung liegen. Lediglich beispielhaft kann eine beliebige geeignete Anordnung zur Positionierung des Getriebes 30 in dem Triebwerk 10 und/oder zur Verbindung des Getriebes 30 mit dem Triebwerk 10 verwendet werden. Als ein weiteres Beispiel können die Verbindungen (z. B. die Gestänge 36, 40 in dem Beispiel von 2) zwischen dem Getriebe 30 und anderen Teilen des Triebwerks 10 (wie z. B. der Eingangswelle 26, der Ausgangswelle und der festgelegten Struktur 24) einen gewissen Grad an Steifigkeit oder Flexibilität aufweisen. Als ein weiteres Beispiel kann eine beliebige geeignete Anordnung der Lager zwischen rotierenden und stationären Teilen des Triebwerks (beispielsweise zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle des Getriebes und den festgelegten Strukturen, wie z. B. dem Getriebegehäuse) verwendet werden, und die Offenbarung ist nicht auf die beispielhafte Anordnung von 2 beschränkt. Beispielsweise ist für den Fachmann ohne Weiteres erkenntlich, dass sich die Anordnung von Ausgang und Stützgestängen und Lagerpositionierungen bei einer Sternanordnung (oben beschrieben) des Getriebes 30 in der Regel von jenen, die beispielhaft in 2 gezeigt werden, unterscheiden würden.
• Entsprechend dehnt sich die vorliegende Offenbarung auf ein Gasturbinentriebwerk mit einer beliebigen Anordnung der Getriebearten (beispielsweise sternförmig oder planetenartig), Stützstrukturen, Eingangs- und Ausgangswellenanordnung und Lagerpositionierungen aus.
• Optional kann das Getriebe Neben- und/oder alternative Komponenten (z. B. den Mitteldruckverdichter und/oder einen Nachverdichter) antreiben.
• Andere Gasturbinentriebwerke, bei denen die vorliegende Offenbarung Anwendung finden kann, können alternative Konfigurationen aufweisen. Beispielsweise können derartige Triebwerke eine alternative Anzahl an Verdichtern und/oder Turbinen und/oder eine alternative Anzahl an Verbindungswellen aufweisen. Als ein weiteres Beispiel weist das in 1 gezeigte Gasturbinentriebwerk eine Teilungsstromdüse 20, 22 auf, was bedeutet, dass der Strom durch den Bypasskanal 22 seine eigene Düse aufweist, die von der Triebwerkskerndüse 20 separat und davon radial außen ist. Jedoch ist dies nicht einschränkend und ein beliebiger Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann auch auf Triebwerke zutreffen, bei denen der Strom durch den Bypasskanal 22 und der Strom durch den Kern 11 vor (oder stromaufwärts) einer einzigen Düse, die als eine Mischstromdüse bezeichnet werden kann, vermischt oder kombiniert werden. Eine oder beide Düsen (ob Misch- oder Teilungsstrom) kann oder können einen festgelegten oder variablen Bereich aufweisen. Obgleich sich das beschriebene Beispiel auf ein Turbogebläsetriebwerk bezieht, kann die Offenbarung beispielsweise bei einer beliebigen Art von Gasturbinentriebwerk, wie z. B. bei einem Open-Rotor- (bei dem die Gebläsestufe nicht von einer Triebwerksgondel umgeben wird) oder einem Turboprop-Triebwerk, angewendet werden.
• Die Geometrie des Gasturbinentriebwerks 10 und Komponenten davon wird bzw. werden durch ein herkömmliches Achsensystem definiert, das eine axiale Richtung X (die auf die Drehachse 9 ausgerichtet ist), eine radiale Richtung Y (in der Richtung von unten nach oben in 1) und eine Umfangsrichtung U (senkrecht zu der Ansicht in 1) umfasst. Die axiale, die radiale und die Umfangsrichtung X, Y und U verlaufen senkrecht zueinander.
• 4 zeigt den Planetenbolzen 42 in Alleindarstellung in einer stark schematisierten Seitenansicht, während der Planetenbolzen 42 in 5 in einer Längsschnittansicht gezeigt ist. Eine in 4 gezeigte erste Kreislinie 42A1 entspricht dem Durchmesser des Planetenbolzens 42, wenn dieser im Wesentlichen die Umgebungstemperatur des Gasturbinentriebwerkes 10 aufweist. Im Unterschied dazu entspricht die weitere Linie 42B1 dem Umfang des Planetenbolzens 42 im Betrieb des Gasturbinentriebwerkes 10 eines herkömmlich ausgeführten Planetengetriebes 30. Zusätzlich gibt der Pfeil 43 die Hauptlastrichtung des Gleitlagers 41 zwischen dem Planetenrad 32 und dem Planetenbolzen 42 an.
• Die Hauptlastrichtung 43 entspricht der Richtung der resultierenden Lagerkraft des Gleitlagers 41, die sich aus der Lagerkraftkomponente FD und der weiteren Lagerkraftkomponente FF zusammensetzt. Die Lagerkraftkomponente FD resultiert jeweils aus dem am Planetengetriebe 30 anliegenden Drehmoment. Die weitere Lagerkraftkomponente FF resultiert aus der Fliehkraft, die im Betrieb des Planetengetriebes bei rotierendem Planetenträger 34 am Planetenrad 32 angreift.
• Ist der Planetenträger 34 drehfest ausgeführt, entspricht die Hauptlastrichtung 43 des Gleitlagers 41 im Wesentlichen der Richtung der Lagerkraftkomponente FD, da dann am Planetenrad 32 keine Fliehkraft angreift. Zusätzlich ist in 4 unter dem Bezugszeichen 44 die Drehrichtung des Planetenrades 32 angegeben.
• Die Lagerkraftkomponente FD schließt mit der radialen Erstreckungsrichtung des Planetenträgers 34, die in 4 gleich der radialen Richtung y entspricht und durch den Mittelpunkt des Planetenbolzens 42 und den radial äußeren Punkt 45 verläuft, in Drehrichtung 44 des Planetenrades 32 einen Winkel phi ein, der gleich 90° ist. Die Lagerkraftkomponente FF schließt mit der radialen Erstreckungsrichtung des Planetenträgers 34 in Drehrichtung 44 des Planetenrades 32 einen Winkel phi ein, der gleich 180° ist.
• Wenn der Planetenträger 34 drehbar ausgeführt ist, variiert der Winkelwert des Winkels phi, den die Hauptlastrichtung 43 mit der radialen Richtung des Planetenträgers 34 einschließt, betriebszustandsabhängig in einem Bereich von 110° bis 180°.
• Im Betrieb des Gasturbinentriebwerkes 10 steigt der Außendurchmesser des Planetenbolzens 42 der Linie 42B1 ausgehend von einem radial äußeren Punkt 45 einer Außenseite 46 des Planetenbolzens 42 in Drehrichtung 44 des Planetenrades 32 zunehmend an. im Bereich des Planetenbolzens 42, der umfangsseitig die Hauptlastrichtung 43 umgibt, weicht der Außendurchmesser des Planetenbolzens 42 wesentlich stärker von der Kreislinie 42A ab als im radial äußeren Punkt 45 der Außenseite 46 des Planetenbolzens 42. Dies resultiert aus der Tatsache, dass der nicht rotierende Planetenbolzen 42, der drehfest mit dem Planetenträger 34 verbunden ist, im Bereich der Hauptlastrichtung 43 den größten Wärmeeintrag erfährt. Dies ist der Fall, da hier ein Lagerspalt 63 des Gleitlagers 41 zwischen einer Außenseite 46 des Planetenbolzens 42 und einer Innenseite 64 des Planetenrades 32 aufgrund der angreifenden Belastung am geringsten ist.
• im Unterschied dazu weist das rotierende Planetenrad 32 aufgrund der Rotation und der thermischen Trägheit keine dem Planetenbolzen 42 entsprechende lokal begrenzte Erwärmung auf. Aus diesem Grund erweitert sich der Innendurchmesser des Planetenrades 32 mit steigender Betriebstemperatur des Planetengetriebes 30 in Umfangsrichtung homogen.
• Aufgrund des unterschiedlichen Ausdehnungsverhaltens des Planetenbolzens 42 und des Planetenrades 32 verringert sich die Höhe des Lagerspaltes 63 des Gleitlagers 41 in der Hauptbelastungszone, die sich in Umfangsrichtung U um die Hauptlastrichtung 43 herum erstreckt, noch stärker. Dies bewirkt im Bereich der Hauptlastzone des Gleitlagers 41 und besonders im Planetenbolzen 42 lokal begrenzt sehr hohe Betriebstemperaturen. Diese hohen Betriebstemperaturen beeinträchtigen eine Lebensdauer des Gleitlagers 41 in unerwünschtem Umfang.
• 5 zeigt eine Längsschnittansicht des Planetenbolzens 42 entlang einer in 4 näher gekennzeichneten Schnittlinie V-V. Aus der Darstellung gemäß 5 geht hervor, dass sich der Planetenbolzen 42 bei höheren Betriebstemperaturen mittig stärker ausdehnt als im Bereich seiner Enden.
• 6 zeigt eine Teillängsschnittansicht des Planetengetriebes 30 entlang einer in 3 näher gekennzeichneten Schnittlinie VI-VI. Der Planetenträger 34 umfasst zwei in axialer Richtung X zueinander beabstandete Wangen 34A und 34B. Der Planetenbolzen 42 ist endseitig jeweils in einer Bohrung 47A bzw. 47B der Wange 34A bzw. 34B des Planetenträgers 34 drehfest angeordnet. Zusätzlich zeigt 7 eine Querschnittsansicht des Planetengetriebes 30 entlang einer in 6 näher gekennzeichneten Schnittlinie VII-VII.
• Aus den Darstellungen gemäß 6 und 7 geht hervor, dass im Planetenbolzen 42 im Bereich der Hauptlastzone um die Hauptlastrichtung 43 herum bzw. in Umfangsrichtung U um die Hauptlastrichtung 43 herum zwei Kanäle 48, 49 vorgesehen sind. Die Kanäle 48, 49 verlaufen im Planetenbolzen 42 in axialer Richtung X radial innerhalb der Außenseite 46. in die Kanäle 48 und 49 wird seitlich über Einlässe 50, 51 Getriebeöl aus einer Ölzuführleitung 52 eingeleitet. Die Kanäle 48, 49 sind jeweils als gestufte Sacklochbohrungen ausgeführt und umfassen jeweils vier Kanalabschnitte 48A bis 48D bzw. 49A bis 49D. Die Kanalabschnitte 48A bis 48D bzw. 49A bis 49D sind bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel des Planetengetriebes 30 konzentrisch zueinander angeordnet und können bei weiteren Ausführungen des Planetengetriebes auch exzentrisch zueinander hergestellt sein.
• Die Strömungsdurchmesser der Kanäle 48, 49 reduzieren sich in Übergangsbereichen 48AB, 48BC, 48CD bzw. 49AB, 49BC, 49CD zwischen den Kanalabschnitten 48A und 48B, 48B und 48C, 48C und 48D bzw. 49A und 49B, 49B und 49C, 49C und 49D jeweils stufenartig. Dies bewirkt, dass die zuvor im Wesentlichen laminare Strömung des Getriebeöls in den Kanalabschnitten 48A bis 48C bzw. 49A bis 49C jeweils beim Überströmen der Übergangsbereiche 48AB, 48BC, 48CD bzw. 49AB, 49BC, 49CD in eine turbulente Strömung überführt wird, um einen Wärmeabtransport aus der hochbelasteten Zone des Planetenbolzens 42 mittels des durch die Kanäle 48, 49 geführten Getriebeöls zu verbessern.
• Bei dem in 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel des Getriebes 30 wird das Getriebeöl im Gleichstrom von den Einlässen 50 und 51 der beiden Kanäle 48 und 49 in Richtung von radial nach innen verlaufenden weiteren Bohrungen 54A, 54B geführt. Die Bohrungen 54A, 54B münden in einen Ringraum 55, der von einer Innenseite 56 des hohlzylindrisch ausgeführten Planetenbolzens 42 und einer Außenseite 57 einer Innenhülse 58 begrenzt ist. Die Innenhülse 58 ist in eine Bohrung 59 des Planetenbolzens 42 eingepresst und dichtet den Ringraum 55 jeweils endseitig gegenüber der Umgebung 60 des Ringraums 55 ab.
• Der Ringraum 55 steht über eine weitere Bohrung 61, die in radialer Richtung Y im Planetenbolzen 42 nach außen verläuft, mit einer sogenannten Ölzuführtasche 62 des Gleitlagers 41 fluidisch in Verbindung. Die Ölzuführtasche 62 ist vorliegend im Bereich des radial äußeren Punktes 45 des Planetenbolzens 42 und damit auch des Gleitlagers 41 vorgesehen. Damit ist die Ölzuführtasche 62 in Umfangsrichtung U des Planetenbolzens 42 in einem gering belasteten Bereich des Gleitlagers 41 angeordnet. Dadurch ist gewährleistet, dass über die weitere Bohrung 61 in die Ölzuführtasche 62 zugeführtes Öl während der Rotation des Planetenrades 32 in gewünschter Art und Weise in den Lagerspalt 63 des Gleitlagers 41 gelangt.
• Die Kanäle 48, 49 sind in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles in einem Umfangsbereich des Gleitlagers 41 angeordnet, der mit der radialen Richtung Y des Planetenträgers 34 in Drehrichtung 44 des Planetenrades 32 Winkelwerte des Winkels phi in einem Bereich von 110° bis 225°, vorzugsweise von 120° bis 200° einschließt. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass die Ölzuführtasche 62 außerhalb eines Umfangsbereiches des Gleitlagers 41 angeordnet ist, der mit der radialen Richtung Y des Planetenträgers 34 in Drehrichtung 44 des Planetenrades 32 Winkelwerte des Winkels phi in einem Bereich von 90° bis 190°, vorzugsweise von 30° bis 210° einschließt. Dadurch wird gewährleistet, dass die Ölzuführtasche 62 außerhalb eines hochbelasteten Bereiches des Gleitlagers 41 angeordnet ist und Öl mit geringem Aufwand in den Lagerspalt 63 zwischen dem Planetenrad 32 und dem Planetenbolzen 42 einbringbar ist.
• 8 zeigt eine 6 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Planetengetriebes 30, dessen grundsätzlicher konstruktiver Aufbau im Wesentlichen dem zu 6 und 7 beschriebenen entspricht. Aus diesem Grund wird nachfolgend lediglich auf die konstruktiven Unterschiede zwischen dem Planetengetriebe 30 gemäß 8 und dem Planetengetriebe 30 gemäß 6 näher eingegangen.
• Bei der Ausführung des Planetengetriebes 30 gemäß 8 ist der Ringraum 55 in axialer Richtung X durch einen Trennring 65 in einen ersten Ringraumbereich 55A und einen zweiten Ringraumbereich 55B unterteilt. Dabei steht der erste Ringraumbereich 55A wie die Kanäle 48, 49 mit der Ölzuführleitung 52 in Verbindung und wird mit Getriebeöl beaufschlagt. Vom Ringraumbereich 55A zweigen vorliegend drei Strömungskanäle 66 bis 68 ab, wobei in 8 lediglich die Strömungskanäle 66 bis 68 gezeigt sind, die vom Ringraumbereich 55A in den Kanal 48 münden. Weitere Strömungskanäle, die zwischen dem Ringraumbereich 55A und dem Kanal 49 verlaufen und den im Wesentlichen die gleiche Funktionalität wie den Strömungskanälen 66 bis 68 zugrunde liegt, sind in der Zeichnung nicht näher dargestellt. Mündungsbereiche 66A und 67A der Strömungskanäle 66, 67 sind in einer Innenseite 70 des Kanales 48 im Bereich des zweiten Kanalabschnittes 48B vorgesehen. Die Strömungskanäle 66 und 67 verlaufen in radialer Richtung Y des Gleitlagers 41 und schließen mit der axialen Richtung X des Planetenbolzens 42 einen Winkel α von etwa 90° ein. Ein Mündungsbereich 68A des Strömungskanals 68 ist ebenfalls in der Innenseite 70 des Kanals 48 und im Bereich des dritten Kanalabschnittes 48C angeordnet. Der Verlauf des Strömungskanals 68 schließt mit der axialen Richtung X des Planetenbolzens 42 einen Winkel α von etwa 30° ein.
• Im ersten Kanalabschnitt 48A ist eine Blende 71 angeordnet. Mittels der Blende 71 wird ein Getriebeölvolumenstrom aus der Ölzuführleitung 52 in Richtung des Kanals 48 begrenzt und damit eine ausreichende Getriebeölversorgung des Ringraumbereiches 55A aus der Ölzuführleitung 52 gewährleistet.
• 9 zeigt ebenfalls eine 6 entsprechende Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Planetengetriebes 30, das sich ebenfalls lediglich in Teilbereichen konstruktiv von der Ausführung des Planetengetriebes 30 gemäß 6 unterscheidet. Bei dem Ausführungsbeispiel des Planetengetriebes 30 gemäß 9 zweigt von der Ölzuführleitung 52 ein in axialer Richtung X verlaufender und in radialer Richtung Y zwischen der Außenseite 46 des Planetenbolzens 42 und den Kanälen 48 und 49 angeordneter Ölkanal 72 ab. Vom Ölkanal 72 zweigen wiederum Strömungskanäle 73 bis 80 ab, die in den Kanälen 48 und 49 münden, wobei in 9 lediglich die Strömungskanäle 73 bis 80 gezeigt sind, die vom Ölkanal 72 in den Kanal 48 münden. Mündungsbereiche 73A bis 80A der Strömungskanäle 73 bis 80 sind wiederum in der Innenseite 70 des Kanals 48 angeordnet. Über die Blende 71 wird eine gewünschte Getriebeölversorgung des Ölkanals 72 ausgehend von der Ölzuführleitung 52 eingestellt.
• Die Strömungskanäle 73 bis 80 verlaufen zwischen dem Ölkanal 72 und dem Kanal 48 im Planetenbolzen 42 im Wesentlichen radial nach innen und schließen mit der axialen Richtung X des Planetenbolzens 42 jeweils einen Winkel α von etwa 90° ein. Dabei münden die Strömungskanäle 73 bis 75 in den zweiten Kanalabschnitt 48B, die Strömungskanäle 76 bis 78 in den dritten Kanalabschnitt 48C und die Strömungskanäle 79 und 80 in den vierten Kanalabschnitt 48D.
• 10 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines in 6 näher gekennzeichneten Bereiches X, der den Kanal 48 umfasst. Dabei ist in 10 ein Strömungsverlauf GB des Getriebeöls im Kanal 48 nahe der Innenseite 70 dargestellt, der sich im Kanal 48 aufgrund der gestuften Ausführung des Kanals 48 einstellt. In den Übergangsbereichen 48AB, 48BC und 48CD weist der Kanal 48 jeweils der Strömung GB des Getriebeöls zugewandte stufenförmige Anströmprofile 48AB1 bis 48CD1 auf. Der Getriebeölvolumenstrom GB wird im Bereich der Anströmprofil 48AB1 bis 48CD1 in Bezug auf die Innenseite 70 des Kanals 48 nahezu senkrecht zur überströmten Innenseite 70 des Kanals 48 radial nach innen umgelenkt. Im Getriebeölvolumenstrom GB wird beim Überströmen der Übergangsbereiche 48AB, 48BC und 48CD jeweils eine turbulente Strömung erzeugt, wodurch sich jeweils stromab der Anströmprofile 48AB1, 48BC1 und 48CD1 innerhalb der Innenseite 70 des Kanals 48 im Getriebeölvolumenstrom GB jeweils eine Rezirkulationszone 81 bis 83 mit wenigstens einer Ablöseblase 84 bis 86 ausbildet.
• Im vorliegenden Fall wird die Strömung des Getriebeölvolumenstromes stromab der Anströmprofile 48AB1 bis 48CD1 in Bezug auf die Innenseite 70 des Kanals 48 jeweils radial nach innen umgelenkt. Die Ablöseblasen 84 bis 86 und bzw. die Rezirkulationszonen 81 bis 83 weisen jeweils definierte Längen L1 bis L3 auf. Die definierten Längen L1 bis L3 der Rezirkulationszonen 81 bis 83 bzw. der Ablöseblasen 84 bis 86 stehen in Abhängigkeit von Höhen H1 bis H3 der wirksamen Flächen der Anströmprofile 48AB1 bis 48CD1. Die wirksamen Flächen der Anströmprofile 48AB1 bis 48CD1 entsprechen jeweils Flächen der Anströmprofile 48AB1 bis 48CD1, die in eine Ebene projiziert sind, die senkrecht zur Strömungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes GB stehen. An die Rezirkulationszonen 81 bis 83 schließen sich jeweils Wiederanlegebereiche 87 bis 89 an. in den Wiederanlegebereichen 87 bis 89 legt sich die Strömung des Getriebeölvolumenstromes GB wieder an die Innenseite 70 des Kanals 48 an.
• Die Höhen H1 bis H3 der Anströmprofile 48AB1, 48BC1 und 48CD1 und auch die axialen Abstände zwischen den Anströmprofilen 48AB1, 48BC1 und 48CD1 sind vorliegend gleich groß. In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Höhen der Anströmprofile 48AB1, 48BC1 und 48CD1 und auch die axialen Abstände zwischen den Anströmprofilen 48AB1, 48BC1 und 48CD1 jeweils voneinander abweichen oder nur zum Teil gleich sind.
• 11 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines in 8 näher gekennzeichneten Bereiches XI. Aus der Darstellung gemäß 11 ist ersichtlich, dass die Mündungen der 66A bis 68A der Strömungskanäle 66 bis 68 jeweils in Bereichen der Innenseite des Kanals 48 angeordnet sind, in den die Rezirkulationszonen 81 und 82 vorliegen bzw. in dem sich der Wiederanlegebereich 87 ausbildet.
• Über die Strömungskanäle 66 bis 68 wird jeweils ein Getriebeölvolumenstrom in Richtung der Mündungen 66A bis 68A geführt. Dabei werden die Getriebeölvolumenströme in den Strömungskanälen 66 bis 68 bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel jeweils um 90° bzw. um 30° umgelenkt und in die turbulenten Grenzschichten des Getriebeölvolumenstromes GB im Kanal 48 eingeleitet. Die aus den Strömungskanälen 66 bis 68 in den Kanal 48 eingeleiteten Getriebeölströme bewirken, dass sich stromab der Mündungen 66A bis 68A jeweils weitere Rezirkulationszonen 90 bis 92 mit Ablöseblasen 93 bis 95 ausbilden. Damit wird der Wärmeübertragungskoeffizient jeweils im Bereich der Innenseite 70 des Kanals 48 weiter verbessert.
• Dabei kann der definierte Winkel α Werte zwischen 30° und 140° aufweisen.
• Zusätzlich zeigt 12 eine vergrößerte Ansicht eines in 9 näher gekennzeichneten Bereiches XII. Der Darstellung gemäß 12 ist entnehmbar, dass die Mündungen 73A bis 75A der Strömungskanäle 73 bis 75 jeweils in Bereichen der Innenseite des Kanals 48 im Kanalabschnitt 48B angeordnet sind, in den Wiederanlegebereiche 96 bis 98 der Getriebeölströmung GB vorliegen bzw. ausbilden. Darüber hinaus sind die Mündungen 76A bis 78A der Strömungskanäle 76 bis 78 in Wiederanlegebereichen 98 bis 101 der Getriebeölströmung GB im dritten Kanalabschnitt 48C und die Mündungen 79 und 80 in Wiederanlegebereichen 102 und 103 der Getriebeölströmung GB im vierten Kanalabschnitt 48D vorgesehen.
• Stromab der Mündungen 73A bis 80A verwirbeln die aus den Mündungen 73A bis 80A jeweils austretenden Getriebeölvolumenströme die Getriebeölströmung GB und erzeugen jeweils stromab der Rezirkulationszonen 81 bis 83 zusätzliche Rezirkulationszonen 104 bis 111, um den Wärmeübergang zu verbessern.
• Bezugszeichenliste

9

Hauptdrehachse

10

Gasturbinentriebwerk

11

Kern

12

Lufteinlass

14

Niederdruckverdichter

15

Hochdruckverdichter

16

Verbrennungseinrichtung

17

Hochdruckturbine

18

Bypassschubdüse

19

Niederdruckturbine

20

Kernschubdüse

21

Triebwerksgondel

22

Bypasskanal

23

Schubgebläse

24

Stützstruktur

26

Welle, Verbindungswelle

27

Verbindungswelle

28

Sonnenrad

30

Getriebe, Planetengetriebe

32

Planetenrad

34

Planetenträger

34A, 34B

Wangen

36

Gestänge

38

Hohlrad

40

Gestänge

41

Gleitlager

42

Planetenbolzen

42A, 42B, 42C

Außendurchmesser des Planetenbolzens

43

Pfeil, Hauptlastrichtung

44

Drehrichtung des Planetenrades

45

radial äußerer Punkt des Planetenbolzens

46

Außenseite des Planetenbolzens

47A, 47B

Bohrung der Wange 34A bzw. 34B

48

Kanal

48A

erster Kanalabschnitt des Kanals 48

48B

zweiter Kanalabschnitt des Kanals 48

48C

dritter Kanalabschnitt des Kanals 48

48D

vierter Kanalabschnitt des Kanals 48

48AB

Übergangsbereich zwischen dem ersten Kanalabschnitt 48A und dem zweiten Kanalabschnitt 48B

48BC

Übergangsbereich zwischen dem zweiten Kanalabschnitt 48B und dem dritten Kanalabschnitt 48C

48CD

Übergangsbereich zwischen dem dritten Kanalabschnitt 48C und dem vierten Kanalabschnitt 48D

48AB1

Anströmprofil des Übergangsbereiches 48AB

48BC1

Anströmprofil des Übergangsbereiches 48BC

48CD1

Anströmprofil des Übergangsbereiches 48CD

49

Kanal

49A

erster Kanalabschnitt des Kanals 49

49B

zweiter Kanalabschnitt des Kanals 49

49C

dritter Kanalabschnitt des Kanals 49

49D

vierter Kanalabschnitt des Kanals 49

49AB

Übergangsbereich zwischen dem ersten Kanalabschnitt 49A und dem zweiten Kanalabschnitt 49B

49BC

Übergangsbereich zwischen dem zweiten Kanalabschnitt 49B und dem dritten Kanalabschnitt 49C

49CD

Übergangsbereich zwischen dem dritten Kanalabschnitt 49C und dem vierten Kanalabschnitt 49D

49AB1

Anströmprofil des Übergangsbereiches 48AB

49BC1

Anströmprofil des Übergangsbereiches 48BC

49CD1

Anströmprofil des Übergangsbereiches 48CD

50, 51

Einlass der Kanäle

52

Ölzuführleitung

54A, 54B

Bohrung

55

Ringraum

55A

Ringraumabschnitt

55B

Ringraumabschnitt

56

Innenseite des Planetenbolzens

57

Außenseite der Innenhülse

58

Innenhülse

59

Bohrung

60

Umgebung

61

weitere Bohrung

62

Ölzuführtasche

63

Lagerspalt

64

Innenseite des Planetenrades

65

Trennring

66

Strömungskanal

66A

Mündung des Strömungskanals 66

67

Strömungskanal

67A

Mündung des Strömungskanals 67

68

Strömungskanal

68A

Mündung des Strömungskanals 68

70

Innenseite des Kanals 48

71

Blende

72

Ölkanal

73 bis 80

Strömungskanal

73A bis 80A

Mündungen der Strömungskanäle 73 bis 80

81 bis 83

Rezirkulationszone der Getriebeölströmung GB

84 bis 86

Ablöseblase der Getriebeölströmung GB

87 bis 89

Wiederanlegebereich der Getriebeölströmung GB

90 bis 92

weitere Rezirkulationszone

93 bis 95

Ablöseblase

96 bis 103

Wiederanlegebereich

104 bis 111

zusätzliche Rezirkulationszone

A

Kernluftstrom

B

Luftstrom

FD

Lagerkraftkomponente

FF

Lagerkraftkomponente

GB

Getriebeölströmung

H1 bis H3

Höhe der wirksamen Fläche des Anströmprofils 48AB1 bis 48CD1

L1 bis L3

Länge der Rezirkulationszone 81 bis 83

phi

Winkel

U

Umfangsrichtung

X

axiale Richtung

Y

radiale Richtung

α

Winkel

Claims (27)

1. Planetengetriebe (30) für ein Gasturbinentriebwerk (10) mit einem Planetenträger (34) und mit wenigstens einem Planetenrad (32), das über ein Gleitlager (41) drehbar an einem Trägerelement (42) gelagert ist, das drehfest mit dem Planetenträger (34) in Verbindung steht, wobei im Bereich einer Außenseite (46) des Trägerelementes (42) wenigstens eine Ölzuführtasche (62) vorgesehen ist, über die Öl in einen Lagerspalt (63) zwischen der Außenseite (46) des Trägerelementes (42) und einer Innenseite (64) des Planetenrades (32) führbar ist, wobei das Trägerelement (42) im Umfangsbereich einer Hauptlastrichtung (43) des Gleitlagers (41) mit wenigstens einem Getriebeöl führenden Kanal (48, 49; 70 bis 74; 80) ausgebildet ist, der radial innerhalb der Außenseite (46) des Trägerelementes (42) im Trägerelement (42) vorgesehen ist und mit einem gegenüber dem Lagerspalt (63) geschlossenen Querschnitt ausgeführt ist, und wobei der Kanal (48, 49) in Strömungsrichtung des Getriebeöls im Kanal (48, 49) wenigstens zwei aufeinander folgende Kanalabschnitte (48A bis 48D, 49A bis 49D) aufweist, wobei der Strömungsquerschnitt des Kanals (48, 49) im Übergangsbereich (48AB, 48BC, 48CD, 49AB, 49BC, 49CD) zwischen dem stromauf vorgesehen Kanalabschnitt (48A bis 48C, 49A bis 49C) und dem in Strömungsrichtung folgenden Kanalabschnitt (48B bis 48D, 49B bis 49D) wenigstens annähernd stufenartig abnimmt.
2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt des Kanals (48, 49) im Bereich der Kanalabschnitte (48A bis 48D, 49A bis 49D) in Strömungsrichtung des Getriebeöls jeweils wenigstens annähernd konstant ist.
3. Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kanal (48, 49) in axialer Richtung des Trägerelementes (42) zumindest im Bereich einer Stirnseite des Trägerelementes (42) offen ausgeführt ist und mit einer Ausleiteinrichtung in Verbindung steht, über die das Öl aus dem Kanal (48, 49) in Richtung eines Zahnprofils des Planetenrades (32) führbar ist.
4. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (34) drehfest ausgeführt ist und - eine Hauptlastrichtung (43) des Gleitlagers (41) in Drehrichtung (44) des Planetenrades (32) mit einer radialen Richtung (Y) des Planetenträgers (34) einen Winkel von etwa 90° einschließt, - der wenigstens eine Kanal (48, 49) in einem Umfangsbereich des Gleitlagers (41) angeordnet ist, der mit der radialen Richtung (Y) des Planetenträgers (34) in Drehrichtung (44) des Planetenrades (32) Winkelwerte in einem Bereich von 60° bis 135° einschließt, und - die Ölzuführtasche (62) außerhalb eines Umfangsbereiches des Gleitlagers (41) angeordnet ist, der mit der radialen Richtung (Y) des Planetenträgers (34) in Drehrichtung (44) des Planetenrades (32) Winkelwerte in einem Bereich von 10° bis 100° einschließt.
5. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (34) drehbar ausgeführt ist und - eine Hauptlastrichtung (43) des Gleitlagers (41) in Drehrichtung (44) des Planetenrades (32) mit einer radialen Richtung (Y) des Planetenträgers (34) betriebspunktabhängig Winkelwerte zwischen 110° bis 180° einschließt, - der wenigstens eine Kanal (48, 49; 70 bis 74; 80) in einem Umfangsbereich des Gleitlagers (41) angeordnet ist, der mit der radialen Richtung (Y) des Planetenträgers (34) in Drehrichtung (44) des Planetenrades (32) Winkelwerte in einem Bereich von 110° bis 225° einschließt, und - die Ölzuführtasche (62) außerhalb eines Umfangsbereiches des Gleitlagers (41) angeordnet ist, der mit der radialen Richtung (Y) des Planetenträgers (34) in Drehrichtung (44) des Planetenrades (32) Winkelwerte in einem Bereich von 90° bis 190° einschließt.
6. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (48, 49) sich in axialer Richtung (X) und/oder in Umfangsrichtung (U) des Trägerelementes (42) radial innerhalb der Außenseite (46) des Trägerelementes (42) im Trägerelement (42) erstreckt.
7. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (48, 49) im Übergangsbereich (48AB, 48BC, 48CD, 49AB, 49BC, 49CD) zwischen den Kanalabschnitten (48A bis 48D, 49A bis 49D) in einem der Strömung (GB) des Getriebeöls zugewandten Bereich ein stufenförmiges Anströmprofil (48AB1, 48BC1, 48CD1, 49AB1, 49BC1, 49CD1) aufweist und der Getriebeölvolumenstrom (GB) im Bereich des Anströmprofils (48AB1, 48BC1, 48CD1, 49AB1, 49BC1, 49CD1) in Bezug auf eine Innenseite (70) des Kanals (48, 49) derart senkrecht zur überströmten Innenseite (70) des Kanals (48, 49) radial nach innen umgelenkt wird, dass sich stromab des Anströmprofils (48AB1, 48BC1, 48CD1, 49AB1, 49BC1, 49CD1) und innerhalb der Innenseite (70) des Kanals (48, 49) stromab des ersten Kanalabschnittes (48A, 48B, 48C, 49A, 49B, 49C) angeordneten Kanalabschnittes (48B, 48C, 48D, 49B, 49C, 49D) im Getriebeölvolumenstrom (GB) eine Rezirkulationszone (81 bis 83) mit wenigstens einer Ablöseblase (84 bis 86) ausbildet.
8. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Strömungskanal (66 bis 68; 73 bis 80) vorgesehen ist, der im Trägerelement (42) in Richtung einer Mündung (66A bis 68A; 73A bis 80A) verläuft, die im Bereich der Innenseite (70) des Kanals (48, 49) stromab des Anströmprofils (48AB1, 48BC1, 48CD1, 49AB1, 49BC1, 49CD1) angeordnet ist.
9. Planetengetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Strömungskanal (66 bis 68; 73 bis 80) geführte Getriebeölvolumenstrom (GB) mit einem derartigen Winkel (α) gegenüber der Strömungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes (GB) im Kanal (48, 49) aus der Mündung austritt, dass sich stromab der Mündung (66A bis 68A; 73A bis 80A) eine Rezirkulationszone (90 bis 92; 104 bis 111) innerhalb der Innenseite (70) des Kanals (48, 49) bildet.
10. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rezirkulationszone (81 bis 83) in Strömungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes (GB) eine definierte Länge (L1 bis L3) aufweist, die in Abhängigkeit der Höhe (H1 bis H3) der wirksamen Flächen des Anströmprofils (48AB1, 48BC1, 48CD1, 49AB1, 49BC1, 49CD1) steht, die jeweils einer Fläche (44) des Anströmprofils (48AB1, 48BC1, 48CD1, 49AB1, 49BC1, 49CD1) entspricht, die jeweils in eine Ebene projiziert ist, die senkrecht zur Strömungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes (GB) steht.
11. Planetengetriebe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeölvolumenstrom (GB) im Bereich des Anströmprofiles (48AB1, 48BC1, 48CD1, 49AB1, 49BC1, 49CD1) und/oder im Bereich der Mündung (66A bis 68A; 73A bis 80A) gegenüber der Innenseite (70) des Kanals (48, 49) so anwachsend oder sich so erweiternd umgelenkt wird, dass sich in Strömungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes (GB) an die Rezirkulationszone (81 bis 83; 90 bis 92; 104 bis 111) jeweils ein Wiederanlegebereich (87 bis 89; 96 bis 103) des Getriebeölvolumenstromes (GB) anschließt.
12. Planetengetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung (66A bis 68A; 73A bis 80A) jeweils wenigstens annähernd im Bereich der Innenseite (70) des Kanals (48, 49) angeordnet ist, in dem der Wiederanlegebereich (87, 89; 96 bis 103) vorliegt.
13. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (48, 49) mit wenigstens einem dritten Kanalabschnitt (48C, 48D, 49C, 49D) ausgebildet ist, der sich in Strömungsrichtung des Getriebeöls (GB) an den zweiten Kanalabschnitt (48B, 49B) anschließt, wobei sich der Strömungsquerschnitt des Kanals (48, 49) im Übergangsbereich (48BC, 48CD, 49BC, 49CD) zwischen dem zweiten Kanalabschnitt (48B, 49B) und dem dritten Kanalabschnitt (48C, 48D, 49C, 49D) wenigstens annähernd stufenförmig reduziert und ein weiteres Anströmprofil (48BC1, 48CD1, 49BC1, 49CD1) vorgesehen ist, so dass stromab des weiteren Anströmprofils (48BC1, 48CD1, 49BC1, 49CD1), das gegenüber der Innenseite (70) des Kanals (48, 49) stromab des stufenförmigen Anströmprofils (48BC1, 48CD1, 49BC1, 49CD1) und in Bezug auf die Innenseite (70) des Kanals (48, 49) nach innen vorkragt, vom Getriebeölvolumenstrom (GB) wenigstens in axialer Richtung (X) angeströmt wird und den Getriebeölvolumenstrom (GB) derart umlenkt, dass sich stromab des weiteren Anströmprofils (48BC1, 48CD1, 49BC1, 49CD1) innerhalb der Innenseite (70) des Kanals (48, 49) eine weitere Rezirkulationszone (82, 83) einstellt, in der wenigstens eine Ablöseblase (85, 86) vorliegt.
14. Planetengetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen jeweils zwei Anströmprofilen (48AB1 und 48BC1, 48BC1 und 48CD1, 49AB1 und 49BC1, 49BC1 und 49CD1) in Strömungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes (GB) in einem Bereich zwischen dem Einfachen und dem Zehnfachen der Höhe (H41) der wirksamen Fläche des in Strömungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes (GB) jeweils vorderen Anströmprofils (48AB1, 48BC1, 49AB1, 49BC1), vorzugsweise in einem Bereich zwischen dem Vierfachen und dem Fünffachen der Höhe der wirksamen Fläche des vorderen Anströmprofils (48AB1, 48BC1, 49AB1, 49BC1) liegt.
15. Planetengetriebe nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die stufenförmigen Anströmprofile (48AB1, 48BC1, 48CD1, 49AB1, 49BC1, 49CD1) wenigstens annähernd quer zur Strömungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes (GB) und in Umfangsrichtung der Kanalabschnitte (48A bis 48D, 49A bis 49D) erstrecken.
16. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die stufenförmigen Anströmprofile (48AB1, 48BC1, 48CD1, 49AB1, 49BC1, 49CD1) zumindest bereichsweise mit einer konvexen und/oder ebenen und der Strömungsrichtung des Getriebeölvolumenstromes (GB) entgegen gerichteten Stirnfläche ausgeführt sind, die mit der Innenseite (70) des Kanals (48, 49) jeweils einen Winkel zwischen 0° und 90° einschließen.
17. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kanäle (48, 49) vorgesehen sind, die in axialer Richtung (X) und/oder in Umfangsrichtung (U) des Trägerelementes (42) verlaufend vorgesehen sind.
18. Planetengetriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (48, 49) fluidisch miteinander in Verbindung stehen.
19. Planetengetriebe nach einem Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (48, 49) oder die Kanäle (48, 49) stromab eines Zuführbereiches (50, 51) des Getriebeöls in den Kanal (48, 49) oder in die Kanäle (48, 49) fluidisch mit der wenigstens einen Ölzuführtasche (62) in Verbindung stehen.
20. Planetengetriebe nach einem Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuführbereich (52), über den Öl in das Trägerelement (42) einleitbar ist, über Leitungen im Trägerelement (42) mit dem Kanal (48, 49) oder mit den Kanälen (48, 49) und mit der wenigstens einen Ölzuführtasche (62) verbunden ist, wobei das Öl, das über den Zuführbereich (52) in das Trägerelement (42) eingeleitet wird, über die Leitungen zu einem Teil in den Kanal (48, 49) oder in die Kanäle (48, 49) und zum anderen Teil in die Ölzuführtasche (62) geführt wird.
21. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (48, 49) oder die Kanäle (48, 49) jeweils einen Durchmesser zwischen 5mm und 15 mm aufweisen.
22. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (48, 49) derart mit dem Zuführbereich (52) in Wirkverbindung stehen, dass Getriebeöl zumindest in zwei zueinander benachbart im Trägerelement (42) verlaufenden Kanälen (48, 49) im Gleichstrom oder im Gegenstrom geführt wird.
23. Planetengetriebe nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die beiden benachbarten Kanäle (48, 49), durch die das Getriebeöl im Gleichstrom geleitet wird, jeweils zulaufseitig mit dem Zuführbereich (52) wirkverbunden sind.
24. Planetengetriebe nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der beiden Kanäle (48), durch die das Getriebeöl im Gegenstrom geleitet wird, zulaufseitig mit dem Zuführbereich (52) wirkverbunden ist und auslaufseitig mit einer Zulaufseite des benachbarten Kanales (49) in Verbindung steht.
25. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Bauteil (58) und das Trägerelement (42) einen Getriebeöl führenden Bereich (55; 55A, 55B) begrenzen, der eine Verbindung zwischen dem Auslass des Kanals (48, 49) oder zwischen zumindest einem Auslass von einem der Kanäle (48, 49) und der Ölzuführtasche (62) herstellt.
26. Planetengetriebe nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeöl führende Bereich (55; 55B) über eine im Trägerelement (42) radial verlaufende Bohrung (61) mit der Ölzuführtasche (62) verbunden ist.
27. Gasturbinentriebwerk (10) für ein Luftfahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Triebwerkskern (11), der eine Turbine (19), einen Verdichter (14) und eine die Turbine (19) mit dem Verdichter (14) verbindende Kernwelle (26) umfasst; ein Gebläse (23), das stromaufwärts des Triebwerkskerns (11) positioniert ist, wobei das Gebläse (23) mehrere Gebläseschaufeln umfasst; und ein Getriebe (30), das einen Eingang von der Kernwelle (26) empfängt und Antrieb für das Gebläse (23) zum Antreiben des Gebläses (23) mit einer niedrigeren Drehzahl als die Kernwelle (26) abgibt, wobei das Getriebe (30) als ein Planetengetriebe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgeführt ist.

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