DE2658409A1

DE2658409A1 - Lagerabdichtung fuer die aeusseren und inneren blattwinkellager einer rotornabe

Info

Publication number: DE2658409A1
Application number: DE19762658409
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl Ing Frommlet; Karlheinz Mautz; Alois Dipl Ing Schwarz
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1976-12-23
Filing date: 1976-12-23
Publication date: 1978-06-29
Also published as: DE2658409C3; GB1581892A; DE2658409B2; FR2375091A1; US4186975A

Description

Kesserschmitt~Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung M ü ii c h e η

Ottobrunn, 20. Dez. 1976 BT 012 Im

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Lagerabdichtung für die äußeren und inneren Blattwinkellager einer Rotornabe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerabdichtung für die äußeren und inneren Blattwinkellager der Rotornabe eines Drehflügelflugzeugs, mit einer die beiden Lager miteinander ver-

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bindenden, an eine Schmieröl nachfülleinrichtung angeschlossenen Schmierölkammer und jeweils einem auf der der Schmierölkammer abgewandten Lagerseite angeordneten Dichtring.

Bekannte Schmiermittel-Dichtanordnungen für die Blattwinkellager von Hubschrauberrotoren arbeiten entweder mit einer Fett- oder einer Ölschmierung.

Die Fettschmierung hat den Nachteil, daß das Schmierfett unter der Zentrifugalkraftwirlcung der umlaufenden Rotornabe in seine Bestandteile unterschiedlichen spezifischen Gewichts aufgespalten -wird und dadurch rasch seine Schmierfähigkeit verliert, so daß häufig nachgeschmiert werden muß, damit das verbrauchte Fett aus den Lagerräumen nach außen gepreßt und durch eine neue Fettfüllung ersetzt wird.

Bei bekannten Lagerabdichtungen der eingangs erwähnten Art, -j 5 die mit einer Ölschmierung arbeiten, zeigen sich diese Schwierigkeiten nicht, da die Schmieröle unter der Zentrifugalkraftwirlcung des Rotors nicht aufgespalten werden tind aus der zwischen den beiden Lagerstellen verlaufenden Schmierölkammer bzw. der Rachfülleinrichtung nur die unvermeidbaren, verhältnismäßig geringen Leckverluste an den Dichtringen ersetzt werden. müssen. Hier jedoch werden die im Schmieröl vorhandenen, schwereren Schmutzpartikel, insbesondere der metallische Abrieb, aus dem inneren Blattwinkellager und der Schmierölkammer in das äußere Lager auszentrifugiert, was eine starke Verschmutzung und einen vorzeitigen Verschleiß der Lagerlaufflächen und des den Lagerraum nach außen absperrenden Dichtrings des äußeren Wälz- oder Gleitlagers zur Folge hat.

Demgegenüber soll erfindungsgemäß eine Lagerabdichtung der beanspruchten Art geschaffen werden, bei der^ein Eindringen von Schmutzpartikeln aus der Schmierölkammer in das äußere Blattwinkellager unter dem Einfluß von Zentrifugalkräften verhindert und dadurcli eine verschleiß- und wartungsarme

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Funktionsweise der Lagerungen sichergestellt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Lagerabdichtung der beanspruchten Gattung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß an der der Schmierölkammer zugewandten ' Lagerseite des äußeren" Blattwinkellagers ein dieses abdeckendes Abweiselement angeordnet und die Schmierölkammer mit einer dem Abweiselement benachbarten, in Richtung des inneren Blattwinkellagers geöffneten Aufnahmetasche für die unter Zentrifugalkraftwirkung abgeschiedenen Schmutzpartikai versehen und der zwischen dem Abweiselement und dem Dichtring des äußeren Blattwinkellagers liegende Lagerraum mit der Schmierölkammer über einen die Auf nähmetasche umgehenden Schmierölkanal in Verbindung steht.

Bei der erfindungsgemäßen Lagerabdichtung werden die in Richtung der Blattwinkellagerachse nach außen wandernden Schmutzpartikel ΎΟΏ. dem das äußere Blattwinkellager abdeckenden Abweiselement abgefangen und setzen sich in der daran angrenzenden Aufnahmetasche ab, ohne daß sie' in den zum Lagerraum des äußeren Blattwinkellagers führenden Schmierölkanal eindringen können, Die erfindungsgemäße Lagerabdichtung schützt nicht nur die äußere Lagerstelle wirksam vor Schmutzpartikeln, sondern hat auch den besonderen Effekt einer Selbstreinigung, da die Schmutzpartikel unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft vom Schmieröl getrennt werden und sieh als Rückstand in der Aufnahmetasche sammeln, ohne daß es besonderer Ölfilter oder dgl. bedarf. Außer zur Lagerabdichtung der Blattwinkellager einer Rotornabe eignet sich die Erfindung auch in hervorragender V/eise für Anwendungsfälle, wo die Ölschmierung von Gleitoder Wälzlagern in Richtung der Lagerachse zentrifugalkraftbelastet ist, also etwa zur Abdichtung der Lagerstellen einer verstellbaren Laufradbeschaufelung von Turbinen oder Verdichtern.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das

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Abweiselement zu der daran angrenzenden Aufnahmetasche hin schräg geneigt, so daß die auf das Abweiselement auftreffenden Schmutspartikel unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft unbehindert in die Aufnahmetasche v/andern.

Ein verbesserter Schutz des Lagerraums des äußeren Blattwinkellagers gegen ein Eindringen von SchmutzpartikeIn wird zweckmäßigerweise dadurch erreicht, daß das Abweiselement einen die Schmierölkammer zum Lagerraum des äußeren Blafctwinkellagers absperrenden Dichtring umfaßt und der Schmierölkanal in Richtung -JQ des inneren Blattwinkellagers vor der Auf nähme tasche in die Schmierölkammer mündet.

Zum Ausgleich der Leckverluste und zur ständigen Erneuerung des Schmieröls ist die Schmierölkammer vorzugsweise im Zuge eines Sohmierölkreislaufs angeordnet, wobei sich die filter-,

■J5 freie Selbstreinigungswirkung der erfindungsgemäßen Lagerabdichtung besonders vorteilhaft erweist, wenn in dem zugeführten Schmieröl bereits aus vorgeschalteten Lagerstellen Abrieboder sonstige Schmutzpartikel enthalten sind. Daher ist der Schmierölkreislauf zweckmäßigerweise der Getriebeölkreislauf des Rotors. In diesem Falle empfiehlt es sich, daß der Ölkreiseinlaß im Bereich des inneren Blattwinkellagers und der Ölkreisauslaß an dem vom Abweiselement begrenzten Ende der Schmierölkammer angeordnet ist, wodurch, eine gute Durchspülung des inneren Lagers und auf dem langen Weg zwischen Ölkreisein- und -auslaß eine hohe Kühlwirkung erreicht und sichergestellt wird, daß nur wenig Toträume vorhanden sind, in denen sich in den Ölkreislauf nicht einbezogenes Öl ansammeln kann. Zweckmäßigerweise ist die Aufnahmetasche in Radialrichtung zwischen dem Abweiselement und dem Ölkreisauslaß gelegen. Sie bildet somit eine letzte Sperre, an der der gesamte, über den Ölkreisauslaß abgezogene Ölstrom vorbeigeführt und in diesem evtl. noch enthaltene Schmutzpartikel unmittelbar vor Erreichen des Ölkreisauslasses ab-" gefangen werden.

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Im Hinblick auf eine einfache konstruktive Ausbildung und zur Verbesserung der Kühlwirkung ist die Schmierölkammer vorzugsweise als im wesentlichen koaxial zur Blattwinkellagerachse verlaufender Ringraum ausgebildet, und die Aufnahmetasche' ist zweckmäßigerweise eine am Kammerende ausgebildete, den Lagerraum des äußeren Blattwinkellagers übergreifende Ringnut, so daß sich sämtliche, in der Schmierölkammer vorhandenen Schnrutzpartikel aufgrund der Lage der Auf nähmet as ehe am äußeren Kainmerende ungehindert in dieser absetzen und die Aufnahmetasche leicht zugänglich ist, wenn die Schmutzrückstände bei der routinemäßigen Wartung des Rotors entfernt werden.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnungen beispielsweise näher, erläutert. Es zeigt: .

Pig. 1 einen Teilschnitt einer Rotornabe längs der ■■-... Blattwinkellagerachse. mit einer erfindungsge-..-.--.. maß ausgebildeten Lagerabdichtung;

Pig;.. 2 einen Ausschnitt der in Pig. 1 gezeigten Rotornabe in einer gegenüber Pig. 1 verdrehten. Schnitt ebene zur Darstellung des Schmierölkanals; und

Pig. 3 .eine der Pig. 2 entsprechende Darstellung

eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Pig. 1 zeigt eine_aus einer Ober- und einer Unterplatte 4·, 6 bestehende Hubschrauber-Rptornabe 2, die über einen an der TJnterplatte 6 angeformten Plansch 8 an dem Gehäuse des "unmittelbar unter der Unterplatte 6 liegenden Hubschraubergetriebes (nicht gezeigt) um die Rotorachse A-A drehbar -gelagert istv Zwischen der Ober- und Unterplatte 4, 6 ist eine mit der Blattwurzel 10 jeweils eines der Rotor-

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■blätter starr verbundene Blattwurzelhülse 12 über eine Anstellwinkelbewegung der Blätter um die Blattwinkellagerachse B-B zulassende, innere und äußere Blattwinkellager 14, 16 in Eorm von in Richtung der Blattwinkellagerachse B-B auf Abstand gehaltenen Wälzlagern drehbar abgestützt, wobei zum Ausgleich der an den Rotorblättern angreifenden Zentrifugalkräfte die Blattwurzelhülsen 12 sich diametral gegenüberliegender Rotorblätter durch zugfeste, im Bereich der Anstellwinkelbewegung jedoch torsionselastische Zugbänder 18 miteinander verbunden . sind, die einen in die Blattwurzelhülse 12 eingesetzten Bolzen 20 schlaufenförmig umgreifen.

Zwischen den Blattwinkellagern 14, 16 liegt eine im wesentlichen koaxial zur Blattwinkellagerachse B-B verlaufende, die Blattwurzelhülse 12 ringförmig umgreifende Schmierölkammer 22, die durch eine die äußeren Laufringe 24, 26 der Blattwinkellager 14 bzw. 16 gegen eine Axialverschiebung sichernde,' Kammerlängsrichtung verlaufende Abstandhülse 28 unterteilt ist, welche an ihrem am äußeren Laufring 26 anliegenden Hülsenende von einer Vielzahl von Axialschlitzen 30 durchsetzt ist. Auf ihrer der Schmierölkammer 22 abwandten Lagerseite sind die Blattwinkellager 14, 16 jeweils durch einen Dichtring 32 bzw. 34 nach außen abgedichtet.

Die Schmierölkammer 22 liegt im Zuge des Getriebeölkreislaufs und ist über einen Zulaufkanal 36 an den Schmierölsumpf des Getriebes angeschlossen. Der Zulaufkanal 36 führt zu einer den äußeren Laufring 24 des inneren Blattwinkellagers 14 umgreifenden Ringnut 38, von der mehrere, den Laufring 24 durchsetzende Radialbohrungen 40 zwischen dem Dichtring 32 und den Wälzkörpern 42 in der Lagerraum des inneren Blattwinkellagers 14 münden. Von dort strömt das Schmieröl unter der selbstfördernden Wirkung der beim Umlauf der Rotornabe 2 erzeugten Zentrifugalkräfte an den Wälzkörpern 42 vorbei in

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die Schmierölkammer 22 und verläßt diese über die Axialschube 30 und die in der Unterplatte 6 ausgebildete Ölauslaßöffnung 44, von wo das Schmieröl auf die unmittelbar darunter liegenden Getrieberäder gespritzt und in den Schmierölsumpf des.Getriebes zurückgelangt." Dabei baut sich zwischen dem äußeren Blattwinkellager 16 und der Auslaßöffnung 44 ein geschlossener Ölring auf, dessen Füllhöhe H von der Lage der Auslaßöffnung 44 abhängig ist. Um das äußere Blattwinkellager 16 vor den im. Schmieröl enthaltenen, tinter der Zentrifugalkraftwirkung ausgeschiedenen, schv/ereren Abrieb- und sonstigen Schmutzpartikeln zu schützen, ist zwischen dem äußeren und dem inneren Laufring 24, 46 des äußeren Blattwinkellagers 16 ein Abweiselement 48 in Form eines weiteren Dichtringes angeordnet, der die Schmierölkammer 22 zum Lagerraum 50 des Blattwinkellagers 16 hin absperrt. Die im Ölring auszentrifugierten Schmutzpartikel sammeln sieh in einer an das äußere Kammerende anschließenden, radial zwischen dem Dichtring 48 und der Auslaßöffnung 44 gelegenen Aufnahmetasche 52, die zum inneren Blattwinkellager 14 hin geöffnet ist und den vom Dichtring 48 begrenzten Lagerraum 50 des äußeren Blattwinkellagers 16 ringnutförmig übergreift .

Zur Schmierölversorgung des Lagerraums 50 dient ein Schmierölkanal 54 (J¹Ig* 2),der in Richtung der Blattwinkellagerachse B-B zwischen der Aüfnahmetasche 52 und der Auslaßöffnung 44 radial in die Schmlerölkamraer 22 mündet und über eine den äußeren laufring 26 Äes Bla.ttwinkellagers 16 aufgreifende Ringnut 56 und eine Vielzahl, von den äußeren -Laufring 2δ durchsetzenden Radialbohrungen 58 mit dem Lagerraum 50 in Verbindung steht, so daß in diesen ständig gereinigtes, von Schmutzpartikeln freies Öl aus dem Qlring in der Schmierölkammer 22 nachgefüllt wird.

Die sich In der Aufnahmetasehe 52 absetzenden Schmutzrückstände werden von Zeit zu Zeit beim routinemäßigen Ausbau der Lager 16, 14 entfernt, und vor der Inbetriebnahme des Rotors wird der Lagerraum 50 über einen durch eine Füllschraube 50 ver-

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schließbaren Eüllkanal 62 unter Entlüftung über den Schmierölkanal 54 mit Schmieröl gefüllt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 3, bei dem die den Pign. 1 und 2 entsprechenden Bauteile durch das gleiche Bezugsaeichcn gekennzeichnet sind, ist anstelle des Dichtringes 4-8 und des Schmierölkanals 54 ein Blechring 64 zwischen die Blattwurzelhülse 12 und den inneren Laufring 46 des äußeren Blattwinkellagers 16 eingesetzt, der schräg zur Aufnahmetasche

/ist /den
52 hin geneigt/und in/durch den Olspiegel H begrenzten Olring in der Schmierölkammer 22 eintaucht. Die auf den Blechring 64 auftreffenden Schmutzpartikel wandern unter der Zentrifugalkraftwirkung auf der abgeschrägten Flanke 66 des Blechrings 64 radial nach außen und werden zum äußeren Ende der Aufnahmetasche 52 auszenfcifugiert, während von Schmutzpartikeln freies Öl aus dem Ölring über einen zwischen dem äußeren Laufring des Blattwinkellagers 16 und dem Blechring 64 freigehaltenen Ringspalt 68 in den Lagerraum 50 nachströmen kann. Ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fign, 1 und 2 wird auch hier wieder ein v/irksamer Schutz der äußeren Lagerstelle 16 gegen ein Eindringen von Schmutzpartikeln und eine «elbstreinigende Wirkung der Lagerabdichtung sichergestellt.

— Patentansprüche -

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Leerseite

Claims

Messerschmitt-Bölkow-Blohm
G-esellschaft mit
beschränkter Haftung
München

Ottobrunn, BT 012 Im

Pat ent an sprüche

1. Lagerabdichtung für die äußeren und inneren Blattwinkellager der Rotornabe eines Drehflügelflugzeugs, mit einer die beiden Lager miteinander verbindenden, an eine Schmierölnachfülleinrichtung angeschlossenen Schmierölkammer und jeweils einem auf der der Schmierölkammer abgewandten Lagerseitj» angeordneten Dichtring, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Schmierölkammer (22) zugewandten Lagerseite des äußeren Blattwinkellagers (16) ein dieses abdeckendes Abweiselement (48, 64) angeordnet und die Schmierölkammer mit einer dem Abweiselement benachbarten, in Richtung des inneren Blattwinkellagers (14) geöffneten Aufnahmetasche (52) für die unter Zentrifugalkraftwirkung abgeschiedenen Schmutzpartikel versehen ist und der zwischen dem Abweiselement und dem Dichtring (34) des äußeren Blattwinkellagers liegende Lagerraum (50) mit der Schmierölkam-. mer über einen die Aufnahmetasche umgehenden Schmierölkanal (54, 68) in Verbindung steht,

2. Lagerabdichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

ze i* c h η e t, daß das Abweiselement (64) zu der daran angrenzenden Aufnahmetasche £52) hin schräg geneigt ist.

5, Lagerabdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η n-

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zeichnet, daß das Abv/eis element einen die Schmierölkammer £2) zum Lagerraxun (50) des äußeren Blattwinkellagers (16) absperrenden Dichtring (48) umfaßt und der Schmierölkanal (54, 68) in Richtung des inneren Blattwinkellagers (14) vor der Aufnahmetasche (52) in die Schmierö'lkammer (22) mündet.

4. Lagerabdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierölkammer (22) im Zuge eines Schmierölkreislaufs (36, 38, 40, 44) angeordnet ist.

5. Lagerabdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierölkreislauf (36, 38, 40, 44) der' G-etriebeölkreislauf des Rotors ist.

6. Lagerabdichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Ölkreiseinlaß (38, 40) im Bereich des inneren Blattwinkellagers (14) und der Ölkreisauslaß

(44) an dem vom Abweiselement (48, 64) begrenzten Ende der Schmierölkammer (22) angeordnet ist.

7. Lagerabdichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmetasche (52) in Radialrichtung zwischen dem Abweiselement (48, 64) und dem Ölkreisauslaß

(44) gelegen ist. '

8. Lagerabdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierölkammer (22) als im wesentlichen koaxial zur Blattwinkellagerachse (B-B) verlaufender Ringraum ausgebildet ist.

9. Lagerabdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Aufnahmetasche (52) eine am Kammerende ausgebildete, den Lagerraum (50) des äußeren Blattwinkellagers (16) übergreifende Ringnut ist,

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