DE2942000A1 - BEARING ARRANGEMENT FOR A SHAFT - Google Patents
BEARING ARRANGEMENT FOR A SHAFTInfo
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Description
Lageranordnung für eine WelleBearing arrangement for a shaft
Die Erfindung bezieht sich auf Lageranordnungen zum Lagern von umlaufenden Wellen und betrifft insbesondere eine elastische Tragvorrichtung für solche Lageranordnungen.The invention relates to bearing arrangements for supporting rotating shafts and in particular relates to an elastic one Carrying device for such storage arrangements.
Umlaufende Wellen und insbesondere umlaufende Wellen in Gasturbinentriebwerken können im Betrieb anomal unwuchtig werden. Beispielsweise wird ein Hochdruckturbinenrotor in einem Gasturbinentriebwerk anomal unwuchtig, wenn eine Turbinenschaufel verlorengeht. Die Kombination von anomal hoher Unwucht und einer kritischen Drehzahl innerhalb des Betriebsbereiches der rotierenden Welle können zu potentiell schädlichen Schwingungskräften sowie übermäßigen Wellendurchbiegungen führen, durch die es zu einem schädlichen Schleifen kommen kann.Revolving shafts and particularly revolving shafts in gas turbine engines can become abnormally unbalanced during operation. For example, a high pressure turbine rotor in one Gas turbine engine abnormally imbalanced when a turbine blade get lost. The combination of abnormally high imbalance and a critical speed within the operating range rotating shaft can cause potentially damaging vibrational forces and excessive shaft deflection which can lead to harmful grinding.
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Bei bekannten Lageranordnungen werden die Wellenschwingungseigenschaften durch Einstellungen der kritischen Drehzahl und durch Dämpfung kontrolliert. Die kritische Drehzahl wird üblicherweise kontrolliert, indem die Biegsamkeit der verschiedenen Teile eingestellt wird, aus denen das Triebwerkssystem besteht, z.B. der umlaufenden Welle selbst, des Lagers, der Tragkonstruktion, usw. Das Ansprechen auf Schwingungen bei den kritischen Drehzahlen wird häufig mittels eines einzigen Quetschfilmdämpfers unterdrückt, der üblicherweise eine Ölmenge aufweist, die in einem kleinen Radialspalt enthalten ist.In known bearing arrangements, the shaft vibration properties controlled by settings of the critical speed and by damping. The critical speed is usually controlled by adjusting the flexibility of the various parts that make up the engine system exists, e.g. the rotating shaft itself, the bearing, the supporting structure, etc. The response to vibrations at the critical speeds is often suppressed by means of a single squeeze film damper, which is usually has an amount of oil contained in a small radial gap.
Die bekannten Lageranordnungen sind zwar im allgemeinen ausreichend, um einen ruhigen Lauf in einem mäßig unwuchtigen System während des normalen Betriebes zu erzielen, für ein anomal hoch unwuchtiges System sind sie im allgemeinen aber nicht ausreichend. Wenn beispielsweise eine bekannte Lageranordnung bei einem Hochdruckturbinenrotor in einem Gasturbinentriebwerk benutzt wird und eine Turbinenschaufel verlorengeht, ergibt der einem einzelnen Quetschfilmdämpfer zugeordnete kleine Spalt ein nichtlineares hartes Federansprechen, das dazu führt, daß die kritische Frequenz erhöht wird und die sich aus der Dämpfung ergebenden Vorteile verlorengehen. The known bearing arrangements are generally sufficient, in order to achieve a smooth run in a moderately unbalanced system during normal operation, for one an abnormally highly unbalanced system, they are generally not sufficient. For example, if a known bearing arrangement is used on a high pressure turbine rotor in a gas turbine engine and a turbine blade is lost, the small gap assigned to a single squeeze film damper results in a non-linear hard spring response, this leads to the fact that the critical frequency is increased and the advantages resulting from the attenuation are lost.
Wenn solche anomalen Zustände vorhanden sind, neigen darüberhinaus die bekannten Lagertragsysteme zum Versagen. Wenn solche Ausfälle auftreten, sind sie von dem Verlust von Tragsystemteilen begleitet, die zu einer umfangreichen weiteren Beschädigung des Triebwerkes führen.Moreover, if such abnormal conditions exist, tend the well-known bearing support systems to failure. When such failures occur, they are from the loss of Support system parts that lead to extensive further damage to the engine.
Die Erfindung schafft deshalb eine Lageranordnung zum Lagern einer rotierenden Welle, die ein weiches, elastisches Tragsystem trotz anomaler Wellendurchbiegungen und Unwuchtkräften aufrechterhält.The invention therefore creates a bearing arrangement for bearing a rotating shaft, which has a soft, elastic support system sustains despite abnormal shaft deflections and imbalance forces.
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Weiter schafft die Erfindung eine Lageranordnung, bei der ausgefallene Teile in ihrer Lage gehalten werden.The invention also provides a bearing arrangement in which failed parts are held in place.
Ferner schafft die Erfindung eine Lageranordnung, die die rotierende Welle im wesentlichen in ihrer zentrierten Lage hält.The invention also provides a bearing arrangement which has the rotating shaft essentially in its centered position holds.
Das sowie weitere Vorteile, die sich aus der folgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen ergeben, werden durch die Lageranordnung nach der Erfindung zum Lagern einer rotierenden Welle erzielt. Die Lageranordnung enthält eine Tragkonstruktion, ein Lager mit einem äußeren Laufring, der die Welle umgibt, und eine Tragvorrichtung, die die Welle umgibt und den äußeren Laufring federnd mit der Tragkonstruktion verbindet. Die federnde Tragvorrichtung besteht aus einem ringförmigen Traggehäuse, das an der Tragkonstiuktion befestigt ist, einem ringförmigen Lagerhäuse, das an dem äußeren Laufring befestigt ist, und mehreren, in gegenseitigem Umfangsabstand angeordneten und insgesamt axial ausgerichteten Stiften zum Verbinden des Lagergehäuses mit dem Traggehäuse. Außerdem kann eine Dämpfervorrichtung in Verbindung mit der elastischen Tragvorrichtung benutzt werden.This and other advantages that emerge from the following description, the drawings and the claims, are by the bearing arrangement according to the invention for storage achieved by a rotating shaft. The bearing assembly includes a support structure, a bearing with an outer Race that surrounds the shaft, and a support device that surrounds the shaft and resiliently with the outer race the supporting structure connects. The resilient support device consists of an annular support housing that is attached to the supporting structure is attached to an annular bearing housing, which is attached to the outer race, and a plurality of circumferentially spaced apart and a total of axially aligned pins for connecting the bearing housing to the support housing. In addition, a damper device can be used in conjunction with the elastic support device.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 eine Teillängsschnittansicht eines TeilsFig. 1 is a partial longitudinal sectional view of a part
eines Gasturbinentriebwerks mit einer Ausführungsform der Lageranordnung nach der Erfindung,of a gas turbine engine with an embodiment of the bearing assembly according to the invention,
Fig. 2 eine Teillängsschnittansicht eines andeFig. 2 is a partial longitudinal sectional view of another
ren Teils des Triebswerks von Fig. 1 undRen part of the engine of Fig. 1 and
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Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische DarFig. 3 is an enlarged perspective view
stellung eines Teils von Fig. 1.Position of a part of FIG. 1.
Fig. 1 zeigt eine Teillängsschnittansicht eines Teils eines insgesamt mit 10 bezeichneten Gasturbinentriebwerks. Das Triebwerk 10 kann von irgendeiner Bauart, beispielsweise ein Turbofan-, ein Turbinenluftstrahl-, ein Turbowellentriebwerk, usw., sein und eine ausführliche Beschreibung seiner Hauptbestandteile und seines Betriebes ist zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich.1 shows a partial longitudinal sectional view of part of a gas turbine engine designated as a whole by 10. That Engine 10 can be of any type, such as a turbofan, a turbine air jet, a turbo shaft engine, etc., its and a detailed description of its main components and operation is for understanding of the invention is not required.
Eine Welle 12, beispielsweise ein Turbinenrotor, ist in einem Lager 14 drehbar gelagert. Das Lager 14 kann von irgendeiner Bauart,beispielsweise ein Rollenlager, sein und enthält einen äußeren Laufring 16. Der äußere Laufring 16 ist durch eine elastische Tragvorrichtung, die insgesamt mit 20 bezeichnet ist, mit einer insgesamt steifen Tragkonstruktion 18, beispielsweise einem Lagerölsumpfgehäuse, elastisch verbunden. A shaft 12, for example a turbine rotor, is rotatably mounted in a bearing 14. The bearing 14 can be of any one Type, for example a roller bearing, and includes an outer race 16. The outer race 16 is by an elastic support device, which is designated as a whole by 20, with an overall rigid support structure 18, for example a bearing oil sump housing, elastically connected.
Die elastische Tragvorrichtung 20 ist als ein weiches Federsystem ausgelegt, um die kritische Drehzahl des Rotors 12 bei einem niedrigen Prozentsatz der Turbinendrehzahl festzulegen und aufrechtzuerhalten. Die elastische Tragvorrichtung 20 hält außerdem die Welle 12 während des normalen Betriebes zentriert. Aus Gründen, die im folgenden noch deutlicher werden, gestattet die Elastizität der Tragvorrichtung 20 das Auftreten einer Radialbewegung der Welle 12.The elastic support device 20 is designed as a soft spring system in order to maintain the critical speed of the rotor 12 set and maintain at a low percentage of turbine speed. The elastic support device 20 also keeps shaft 12 centered during normal operation. For reasons that will be made clearer below the resilience of the support 20 allows radial movement of the shaft 12 to occur.
Die Tragvorrichtung 20 der hier beschriebenen Ausführungsform ist ein sogenannter "Stiftkäfig", der aus einem ringförmigen Käfigtraggehäuse 22, einem ringförmigen Lagergehäuse 24 und mehreren, in gegenseitigem Umfangsabstand angeordneten und insgesamt axial ausgerichteten, profilierten Stiften besteht, von denen ein Stift 26 gezeigt ist.The support device 20 of the embodiment described here is a so-called "pin cage", which consists of an annular Cage support housing 22, an annular bearing housing 24 and a plurality of circumferentially spaced apart and generally axially aligned, profiled pins, one pin 26 of which is shown.
Das Lagergehäuse 24 ist an dem äußeren Laufring 16 mit HilfeThe bearing housing 24 is attached to the outer race 16 with the aid
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einer ringförmigen Lagerhaltemutter 28 befestigt. Die Lagerhaltemutter 28 wird an dem äußeren Laufring 16 unter Verwendung eines Gewindes 30 an der radial inneren Seite des ringförmigen Lagergehäuses 24 festgespannt. Am Anfang des Festspannens übt die Lagerhaltemutter 28 Druck auf die linke Seite (bei Betrachtung von Fig. 1) des äußeren Laufringes 16 aus, wodurch dieser nach rechts und in Anlage an eine ringförmige Schulter 32 in dem Lagergehäuse 24 gedrückt wird. Fortgesetztes Festspannen der Lagerhaltemutter 28 verriegelt den äußeren Laufring 16 in seiner Lage gegenüber dem Lagergehäuse 24, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.an annular bearing retaining nut 28 attached. The bearing nut 28 is attached to the outer race 16 using a thread 30 on the radially inner side of the annular bearing housing 24 clamped. At the beginning of the tightening, the bearing retaining nut 28 exerts pressure on the left one Side (when looking at Fig. 1) of the outer race 16 from, causing this to the right and in contact with a annular shoulder 32 in the bearing housing 24 is pressed. Continued tightening of the bearing retaining nut 28 is locked the outer race 16 in its position opposite the bearing housing 24, as shown in FIG.
Das Käfigtraggehäuse 22 ist an der Tragkonstruktion oder dem ölsumpfgehäuse 18 mit Hilfe mehrerer Schrauben und Sicherungsmuttern 34 bzw. 36 befestigt. Die Stifte verbinden das Käfigtraggehäuse 2 2 mit dem Lagergehäuse 24 (in einer im folgenden noch näher beschriebenen Weise), um die gewünschte weichfedernde Abstützung für das Lager 14 zu schaffen. Zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen wird nur die Art der Verbindung eines Stiftes mit den beiden Gehäusen beschrieben. Es ist jedoch klar, daß sämtliche Stifte in derselben Weise mit den Gehäusen verbunden sind.The cage support housing 22 is on the support structure or the oil sump housing 18 with the help of several screws and lock nuts 34 or 36 attached. The pins connect the cage support housing 2 2 to the bearing housing 24 (in a in the manner described in more detail below) in order to create the desired soft spring support for the bearing 14. To avoid unnecessary repetition, only the way in which a pin is connected to the two housings is shown described. It will be understood, however, that all of the pins are connected to the housings in the same manner.
Das stromabwärtige Ende 38 eines Stiftes 26 ist mittels eines festen Preßsitzes innerhalb einer ringförmigen öffnung 40 befestigt, die sich axial durch das Käfigtraggehäuse erstreckt. (Der hier verwendete Ausdruck "stromabwärts" bedeutet in Fig. 1 die Richtung nach rechts). Die Spitze des stromabwärtigen Endes 38 des Stiftes 26 hat einen Kopf 42, dessen Axialquerschnittsfläche größer als die der ringförmigen öffnung 40 ist und der innerhalb einer öffnung größeren Durchmessers auf der stromabwärtigen Seite des Käfigtraggehäuses 22 angeordnet ist. Der Kopf 42 dient als formschlüssiger mechanischer Anschlag, da er entweder an der stromaufwärtigen Seite des ölsumpfgehäuses 18 oder an der stromabwärtigen Seite des Käfigtraggehäuses 22 anliegt und die Axialbewegung des Stiftes 26 in beiden RichtungenThe downstream end 38 of a pin 26 is by means of a Fixed press fit within an annular opening 40 which extends axially through the cage support housing extends. (The term "downstream" as used herein means the rightward direction in Fig. 1). The summit of the downstream end 38 of the pin 26 has a head 42, the axial cross-sectional area of which is greater than that of the annular opening 40 and which is within an opening of larger diameter on the downstream side of the cage support housing 22 is arranged. The head 42 serves as a form-fitting mechanical stop, since it is either at the upstream side of the oil sump housing 18 or on the downstream side of the cage support housing 22 rests and the axial movement of the pin 26 in both directions
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begrenzt. Der Kopf dient außerdem als eine Einrichtung zum Verhindern des Wanderns oder des Verlustes des Stiftes, falls dieser versagen sollte.limited. The head also serves as a means of preventing wandering or loss of the pen, if this should fail.
Das stromaufwärtige Ende 46 des Stiftes 26 ist in gleicher Weise mittels eines festen Preßsitzes innerhalb einer ringförmigen Öffnung 48 befestigt, die sicli axial durch das Lagergehäuse 24 erstreckt. Das stromaufwärtige Ende 46 des Stiftes 26 hat außerdem einen Ansatzteil 50 mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der des übrigen Teils des Stiftes 26. Der Stiftansatzteil 50 erstreckt sich axial durch eine ringförmige Öffnung 52 in dem Lagergehäuse 24 und durch eine Öffnung in einer eine Drehung verhindernden Sicherungsplatte 54. Eine Sicherungsmutter 56, die auf das Gewindeende 58 des Stiftansatzteils 5O aufgeschraubt wird, wird an der Verriegelungsplatte 54 und dem Lagergehäuse festgespannt, wodurch der Stift 26 nach links gezogen wird, bis eine ringförmige Schulter 60 an dem Stift 26 einen ringförmigen Sitz 62 innerhalb des Lagergehäuses 24 berührt, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Die Sicherungsmutter 56 dient nicht nur als eine Vorrichtung zum richtigen Positionieren des Stiftes 26 innerhalb des Lagergehäuses 24 und zum Festhalten der Sicherungsplatte 54, sondern auch als eine Einrichtung zum Verhindern des Wanderns oder des Verlustes des Stiftes, falls dieser versagen sollte.The upstream end 46 of the pin 26 is similarly by means of a tight interference fit within an annular Opening 48 is attached, which extends axially through the bearing housing 24. The upstream end 46 of the Pin 26 also has a boss portion 50 with a diameter that is smaller than that of the remainder of the pin 26. The pin boss portion 50 extends axially through an annular opening 52 in the bearing housing 24 and through an opening in an anti-rotation lock plate 54. A lock nut 56 that fits onto the Threaded end 58 of the pin attachment part 5O is screwed on, is clamped to the locking plate 54 and the bearing housing, pulling the pin 26 to the left, until an annular shoulder 60 on pin 26 contacts an annular seat 62 within bearing housing 24, as shown in FIG. The lock nut 56 serves not only as a device for proper positioning of the pin 26 within the bearing housing 24 and for holding the locking plate 54 in place, but also as a means of preventing wandering or loss of the pen should it fail.
Die Verwendung von einzelnen Stiften 26 zum Miteinanderverbinden des Lagergehäuses 24 und des Käfigtraggehäuses 22 in der oben beschriebenen Weise führt zu geringeren Stiftbeanspruchungen bei einer gegebenen Steifigkeit und Rotordurchbiegung. Die Stifte sind so profiliert, daß sich konstante Beanspruchungen über der axialen Länge jedes Stiftes ergeben, wenn radiale Durchbiegungen auf das Lagergehäuse 24 wirken. Die niedrigeren Stiftbeanspruchungen führen zu einer größeren Kapazität zur Aufnahme von größeren Rotordurchbiegungen (und deshalb höheren Unwuchten) ohne Ermüdungsbruch der Stifte 26.The use of individual pins 26 to interconnect the bearing housing 24 and cage support housing 22 in the manner described above leads to lower pin stresses for a given stiffness and rotor deflection. The pins are profiled so that there are constant stresses over the axial length of each pin result when radial deflections act on the bearing housing 24. The lower pin stresses lead to a greater capacity to absorb larger rotor deflections (and therefore higher unbalances) without Pin fatigue failure 26.
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Eine Mehrfachquetschfilmdämpfervorrichtung, die insgesamt mit 64 bezeichnet ist, ist zwischen der radial äußeren Seite der elastischen Tragvorrichtung 20 und der radial inneren Seite eines ringförmigen Tragteils 66 angeordnet. Das Tragteil 66 ist an dem Ölsumpfgehäuse 18 befestigt und bildet einen Teil desselben. Die Dämpfervorrichtung 64 besteht insgesamt aus einem ersten ringförmigen Teil oder Dämpfergehäuse 68, das in Verbindung mit einem zweiten ringförmigen Teil oder Ringteil 70 und einem Teil der radial äußeren Seite des Lagergehäuses 24 einen insgesamt mit 72 bezeichneten, ringförmigen Dämpferhohlraum bildet. Das Dämpfergehäuse 68 besteht insgesamt aus einem Zylinder 67, der ein erstes ringförmiges Flanschteil 69 hat, das sich von ihm aus radial nach innen erstreckt. Die radial äußere Seite des Zylinders 67 berührt im allgemeinen die radial innere Seite des Tragteils 66 und wird mittels einer festen Preßpassung radial festgehalten. Ein zweiter ringförmiger Flanschteil 74 erstreckt sich von dem stromabwärtigen Ende 76 des Zylinders 67 aus radial nach innen und ist mit dem Ölsumpfgehäuse 18 verschraubt, um eine Axialbewegung des Dämpfergehäuses 68 in bezug auf das Tragteil 66 zu verhindern. A multiple squeeze film damper device that altogether is designated 64, is between the radially outer side of the elastic support device 20 and the radially inner Side of an annular support part 66 arranged. The support part 66 is attached to the oil sump housing 18 and forms part of it. The damper device 64 consists entirely of a first annular part or damper housing 68, which is in connection with a second annular part or ring part 70 and part of the radially outer Side of the bearing housing 24 forms a generally designated 72, annular damper cavity. The damper housing 68 consists entirely of a cylinder 67 which has a first annular flange part 69 extending from it extends from radially inward. The radially outer side of the cylinder 67 generally contacts the radially inner one Side of the support part 66 and is held radially by means of a tight interference fit. A second ring-shaped one Flange portion 74 extends radially inward from downstream end 76 of cylinder 67 and is with the Oil sump housing 18 screwed to prevent axial movement of the damper housing 68 with respect to the support part 66.
Das zweite Ringteil 7υ hat einen radial nach außen vorstehenden ringförmigen Flanschteil 78, der an einer ringförmigen Schulter 8O an dem Dämpfergehäuse 68 anliegt. Eine ringförmige Spannmutter 82 ist in ein Gewinde 84 in dem Dämpfergehäuse 68 eingeschraubt und daran festgespannt, um das Ringteil 70 in der in Fig. 1 gezeigten Position festzuspannen. Die Spannmutter 82 ist insbesondere mit einem ebenen Teil 86 versehen, der die radial äußere Seite des Ringteils 70 berührt, um eine gleichmäßige Klemmkraft zu schaffen, damit sich das TeiJ 70 unter einer axialen Druckkraft nicht aus seiner Position verschiebt.The second ring part 7υ has a radially outwardly protruding one annular flange part 78 which rests against an annular shoulder 8O on the damper housing 68. One annular clamping nut 82 is screwed into a thread 84 in the damper housing 68 and tightened thereon to to clamp the ring member 70 in the position shown in FIG. The clamping nut 82 is in particular with a flat part 86 is provided which contacts the radially outer side of the ring part 70 in order to achieve a uniform clamping force create so that the part 70 does not move out of its position under an axial compressive force.
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Mehrere ineinander gesteckte Büchsen (in der hier beschriebenen Ausführungsform sind vier derartige Büchsen dargestellt) 88, 90, 92 und 94 sind innerhalb des ringförmigen Dämpferhohlraums 72 angeordnet. Die Büchsen haben eine genaue axiale Länge, so daß, wenn sie innerhalb des Dämpferhohlraums zusammengefügt sind, ein minimaler axialer Spalt zwischen den Büchsen und den radialen Wänden des Dämpferhohlraums 72 vorhanden ist. Darüber hinaus hat jede Büchse einen oder mehrere, sehr niedrige Vorsprünge 124, wie es stark vergrößert in Fig. 3 gezeigt ist (in der der Übersichtlichkeit halber nur eine Büchse gezeigt ist) , die axiale Endspalte erzeugen, um den Druck an dem stromabwärtigen und dem stromaufwärtigen Ende der Büchse auszugleichen.Several nested sleeves (in the embodiment described here, four such sleeves are shown) 88, 90, 92 and 94 are disposed within the annular damper cavity 72. The rifles have an accurate axial length so that when they are mated within the damper cavity there is a minimal axial gap is present between the sleeves and the radial walls of the damper cavity 72. In addition, each has a rifle one or more, very low projections 124, as it is shown greatly enlarged in FIG. 3 (in the for clarity sake only one sleeve is shown), which create axial end gaps to reduce the pressure on the downstream and balance the upstream end of the liner.
Die radial innerste Büchse 88 ist der radial äußeren Seite des Lagergehäuses 24 zugeordnet, so daß zwischen ihnen ein ringförmiger Zwischenraum 96 in einer im folgenden noch näher beschriebenen Weise gebildet ist. Die Durchmesser der ringförmigen Büchsen 88, 90, 92 und 94 ändern sich von der radial innersten zu der radial äußersten Büchse, so daß ringförmige Zwischenräume 98, 100 und 102 zwischen ihnen gebildet sind. Beispielsweise ist der Durchmesser der radial äußeren/Büchse 88 etwas kleiner als der Durchmesser der radial inneren Seite der Büchse 90, so daß zwischen ihnen der ringförmige Zwischenraum 98 gebildet ist. Die radial äußerste Büchse 94 ist der radial inneren Seite des Dämpfergehäuses 68 zugeordnet, wodurch zwischen ihnen ein ringförmiger Zwischenraum 104 gebildet ist. /Seite derThe radially innermost sleeve 88 is assigned to the radially outer side of the bearing housing 24, so that between them annular gap 96 is formed in a manner to be described in more detail below. The diameter of the annular sleeves 88, 90, 92 and 94 change from the radially innermost to the radially outermost sleeve, so that annular spaces 98, 100 and 102 are formed between them. For example, the diameter is radial outer / sleeve 88 slightly smaller than the diameter of the radially inner side of sleeve 90 so that between them the annular gap 98 is formed. The radially outermost sleeve 94 is the radially inner side of the damper housing 68 assigned, whereby an annular gap 104 is formed between them. / Side of the
Gemäß Fig. 2 ist eine Quelle viskosen Druckmittels (nicht gezeigt) in einer im folgenden noch näher beschriebenen Weise mit der dämpfervorrichtung 64 verbunden, um einen konstanten Vorrat an Druckmittel innerhalb der ringförmigen Zwischenräume 96, 98, 100, 102 und 104 aufrechtzuerhalten. Das Druckmittel wird über eine erste Druckmittelleitung 106, die innerhalb des Ölsumpfgehäuses 18 angeordnet ist, einer ringförmigen Druckmittelzufuhrnut 108 zugeführt, die zwi-According to FIG. 2, a source of viscous pressure medium (not shown) is in one which will be described in more detail below Way connected to the damper device 64 to a to maintain a constant supply of pressure medium within the annular spaces 96, 98, 100, 102 and 104. The pressure medium is via a first pressure medium line 106, which is arranged within the oil sump housing 18, a annular pressure medium supply groove 108 supplied, the between
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sehen der radial äußeren Seite des Dämpfergehäuses 68 und dem Ölsumpfgehäuse 18 gebildet ist. Die Verwendung der ringförmigen Zufuhrnut 108 beseitigt die Notwendigkeit des Vorhandenseins von mehreren äußeren Zufuhrleitungen. Zwei Kolbenringdichtungen 110, von denen eine auf jeder Seite der Zufuhrnut 108 angeordnet ist, verzögern das Lecken von Druckmittel aus der Zufuhrnut 108.see the radially outer side of the damper housing 68 and the oil sump housing 18 is formed. The use of the annular Feed groove 108 eliminates the need for multiple external feed lines. Two piston ring seals 110, one on either side of the feed groove 108, retard the leakage of Pressure medium from the supply groove 108.
Das Druckmittel innerhalb der Zufuhrnut 108 strömt über einen zweiten Kanal 112 innerhalb des Sumpfgehäuses 68 in den Dämpferhohlraum 72. Der axiale Teil 114 des zweiten Kanals 112 enthält eine Vorrichtung, beispielsweise ein Rückschlagventil 116, die das Druckmittel innerhalb des Dämpferhohlraums 7 2 hält und während Unwuchtzuständen einen Rückstrom von Druckmittel aus dem Dämpfer 64 verhindert. Die vorstehende Beschreibung geht zwar von einem einzigen Kanal 112 zur Zufuhr des Druckmittels von der Zufuhrnut 108 zu dem Dämpferhohlraum 72 aus, es ist jedoch klar, daß es erwünscht sein kann, mehr als einen derartigen Kanal umfangsmäßig versetzt zur Verfügung zu haben, um einen geeigneten Druckmittelspiegel innerhalb des Dämpferhohlraums 72 aufrechtzuerhalten.The pressure medium within the supply groove 108 flows via a second channel 112 within the sump housing 68 in the damper cavity 72. The axial portion 114 of the second channel 112 contains a device, for example a Check valve 116, which holds the pressure medium within the damper cavity 7 2 and a during unbalance conditions Backflow of pressure medium from the damper 64 is prevented. The above description is based on a single one Channel 112 for supplying the pressure medium from the supply groove 108 to the damper cavity 72, but it is clear that it It may be desirable to have more than one such channel circumferentially offset around a suitable one Maintain pressure fluid level within the damper cavity 72.
Gemäß den Fig. 1 bis 3 tritt das Druckmittel in den Dämpferhohlraum 72 aus dem axialen Teil 114 des Kanals 112 ein und bildet einen hydrodynamischen Film innerhalb der ringförmigen Zwischenräume 96, 98, 100, 102 und 104. Die Bewegung des Druckmittels in die ringförmigen Zwischenräume wird durch mehrere umfangsmäßig versetzte öffnungen oder Löcher 118 in den ringförmigen Büchsen 88, 90, 92 und 94 erleichtert. In der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind die Löcher 118 in der Büchse 94 in zwei axial versetzten Umfangsreihen abwechselnd angeordnet. Die Löcher 118 in der Büchse 90 sind ebenso angeordnet. Die Löcher 118 in den Büchsen 92 und 88 sind in einer einzigen Umfangsreihe angeordnet. Die Löcher sind in der beschriebenen Weise mit Abstand voneinander angeordnet, um eine fortschreitendeAccording to FIGS. 1 to 3, the pressure medium enters the damper cavity 72 from the axial part 114 of the channel 112 and forms a hydrodynamic film within the annular spaces 96, 98, 100, 102 and 104. The motion of the pressure medium into the annular spaces is through several circumferentially offset openings or holes 118 in the annular sleeves 88, 90, 92 and 94 facilitated. In the embodiment shown in the drawing the holes 118 in the sleeve 94 are arranged alternately in two axially offset circumferential rows. The holes 118 in the sleeve 90 are also arranged. The holes 118 in the sleeves 92 and 88 are arranged in a single circumferential row. The holes are spaced from one another in the manner described, in order to create a progressive
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Druckmittelverbindung zwischen den ringförmigen Zwischenräumen 96, 98, 100, 102 und 104 herzustellen, damit eine gleichmäßige Verteilung des Druckmittels innerhalb der ringförmigen Zwischenräume 96, 98, 100, 102 oder 104 aufrechterhalten wird.Pressure medium connection between the annular spaces 96, 98, 100, 102 and 104 to produce an even distribution of the pressure medium within the annular spaces 96, 98, 100, 102 or 104 is maintained.
Gemäß den Fig. 1 und 2 sind zwei kreisringförmige Kolbenringe 120 oder andere geeignete Dichtungselemente mit festem Preßsitz an der radial inneren Seite des Dämpfergehäuses 68 angeordnet. Die Kolbenringe 120 sind in zwei Ringnuten 122 an der radial äußeren Seite des Lagergehäuses 24 eingepaßt, um das Lecken von Druckmittel aus dem Dämpferhohlraum 72 zu verzögern.According to FIGS. 1 and 2, two annular piston rings 120 or other suitable sealing elements with fixed A press fit is arranged on the radially inner side of the damper housing 68. The piston rings 120 are in two ring grooves 122 fitted on the radially outer side of the bearing housing 24 to prevent leakage of pressure fluid from the damper cavity 72 delay.
Während des normalen Betriebes dient die elastische Tragvorrichtung 20 als ein weiches mechanisches Federsystem, um die Welle 12 zentriert zu halten sowie die kritische Drehzahl der Welle 12 auf einen gewünschten Wert einzustellen, der gewöhnlich unterhalb des Betriebsbereiches des Triebwerkes oder unten in dem Betriebsbereich liegt. Wenn die Welle 12 eine wirbelartige Bewegung entweder aufgrund von anomal hohen Unwuchtkräften oder aufgrund des Betriebes mit der kritischen Drehzahl ausführt, hindern die Stifte 26 das Lagergehäuse 24 daran, sich mit der Welle 12 zu drehen. Das Lagergehäuse 24 erfährt somit eine umlaufartige Bewegung, die ihrerseits der Mehrfachquetschfilmdämpfervorrichtung 64 eine umlaufartige Bewegung gibt. Die entsprechende Verlagerung quetscht den Fluidfilm jeweils in den ringförmigen Zwischenräumen 96, 98, 100, 102 und 104 zusammen, wodurch darin hydrodynamische Kräfte gebildet werden.The elastic support device is used during normal operation 20 as a soft mechanical spring system to keep the shaft 12 centered and the critical speed of the shaft 12 to a desired value, which is usually below the operating range of the engine or below the operating range. When the shaft 12 has a vortex-like movement due to either performs abnormally high unbalance forces or due to operation at the critical speed, the pins 26 prevent this Bearing housing 24 begins to rotate with shaft 12. The bearing housing 24 thus experiences a circumferential movement, that in turn of the multiple squeeze film damper device 64 gives a circular motion. The corresponding displacement squeezes the fluid film into the annular one Interstices 96, 98, 100, 102 and 104 together, whereby hydrodynamic forces are formed therein.
Die gebildeten hydrodynamischen Kräfte sind von dem Strömungsvorgang abhängig. Bei einem gegebenen Ausmaß der Verlagerung wird die Kraft um so größer, je kleiner der ringförmige Zwischenraum ist. Durch Aufrechterhalten kleiner einzelner ringförmiger Zwischenräume 96, 98, 100, 102 und 104 statt eines großen Spalts können die Kräfte vergrößertThe hydrodynamic forces formed are due to the flow process addicted. For a given amount of displacement, the smaller the annular, the greater the force Space is. By maintaining small individual annular spaces 96, 98, 100, 102 and 104 instead of a large gap, the forces can be increased
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werden. Außerdem können die Kräfte vergrößert werden, indem ein minimaler axialer Spalt zwischen den Büchsen 88, 90, 92 und 94 und den Wänden des Dämpfergehäuses 72 aufrechterhalten und dadurch das Druckmittel gezwungen wird, hauptsächlich in Umfangsrichtung entsprechend der Wirbelbewegung zu strömen, statt daß es zu einem freien axialen Druckmittelausstoß kommt. Die Kraft kann in zwei Komponenten zerlegt werden, wobei die Federkraft diejenige Komponente ist, die in der Richtung der Verlagerung wirkt, während die Dämpfungskraft diejenige Komponente ist, die normal zu der Verlagerungsrichtung ist und der Wirbelbewegung entgegenwirkt. Die Erhöhung dieser Dämpfungskraft ist erwünscht, um Schwingungen zu unterdrücken. Durch Vergrößern der Dämpfungskraftkomponente wird die Federkraftkomponente ebenfalls vergrößert. Die mehreren ringförmigen Zwischenräume 96, 98, 100, 102 und 104 bilden jedoch gemeinsam einen größeren radialen Gesamtspalt, was zu einer insgesamt niedrigeren Gesamtfederkonstante führt. Die niedrigere Federkonstante sorgt gemeinsam mit dem oben beschriebenen weichen mechanischen Federsystem für eine insgesamt weiche Lagerung der Welle 12.will. In addition, the forces can be increased by a minimal axial gap between the sleeves 88, 90, 92 and 94 and the walls of the damper housing 72 maintained and thereby the pressure medium is forced mainly to flow in the circumferential direction in accordance with the vortex movement, instead of resulting in a free axial pressure medium ejection comes. The force can be broken down into two components, whereby the spring force is the component which acts in the direction of displacement, while the damping force is the component that is normal to the direction of displacement and counteracts the vortex movement. The increase of this damping force is desirable to avoid vibrations to suppress. By increasing the damping force component, the spring force component is also increased. However, the plurality of annular spaces 96, 98, 100, 102 and 104 together form a larger radial one Total gap, which leads to an overall lower total spring constant. The lower spring constant ensures together with the soft mechanical spring system described above for an overall soft mounting of the shaft 12.
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