DE3211103A1

DE3211103A1 - INVERSIBLE ROTOR ARRANGEMENT FOR GAS TURBINE AIRCRAFT ENGINES

Info

Publication number: DE3211103A1
Application number: DE19823211103
Authority: DE
Inventors: Anthony William Thomas Princethorpe Rugby Mottram; Leonard Stanley Alveston Bristol Snell
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1981-03-28
Filing date: 1982-03-26
Publication date: 1985-11-07
Also published as: FR2541724A1; GB2130340A

Description

Rolls-Royce Limited, 65 Buckingham Gate, London SW1E 6AT, EnglandRolls-Royce Limited, 65 Buckingham Gate, London SW1E 6AT, England

Inversionsfähige Rotoranordnung für Gasturbinen-FlugtriebwerkeInversible rotor assembly for gas turbine aircraft engines

Die Erfindung betrifft eine Rotoranordnung für Gasturbinen-Flugtriebwerke nach dem Oberbegriff des AnspruchsThe invention relates to a rotor assembly for gas turbine aircraft engines according to the preamble of the claim

Sie befaßt sich insbesondere mit dem Problem der Lagerung und des Weiterantriebs des Rotors einer solchen Rotoranordnung unter Berücksichtigung einer für den Fall eines Auftretens einer Rotorunwucht im Betrieb vorgesehenen Inversionsmöglichkeit des Rotors.It deals in particular with the problem of the storage and further drive of the rotor of such Rotor arrangement taking into account one provided in the event of a rotor imbalance occurring during operation Possibility of inversion of the rotor.

Eine starke Rotorunwucht kann beispielsweise bei großen Verdichtergebläsen von Gasturbinentriebwerken im Betrieb auftreten, wenn bei laufendem Triebwerk eine Schaufel ganz oder teilweise vom Laufrad' abgerissen wird, beispielsweise durch Schaufelbruch infolge des Zusammenpralls mit einem in den Triebwerkseinlauf hineingelangenden Fremdkörper, z.B. einem Vogel.A strong rotor imbalance can occur, for example, with large compressor fans of gas turbine engines during operation. if a blade is torn off completely or partially from the impeller while the engine is running, for example by Blade breakage as a result of impact with a foreign body, e.g. a Bird.

Ein solcher völliger oder teilweiser Verlust einer Schaufel hat aufgrund der hohen Rotordrehzahl zur Folge, daß nunmehr eine starke Unwuchtkraft auf den Rotor wirkt und eine orbitale UmIaufbewegung des Rotors um seine ursprüngliche Drehachse erzeugt. Nach einer begrenzten AnzahlSuch a complete or partial loss of a blade has the consequence, due to the high rotor speed, that now a strong unbalance force acts on the rotor and an orbital revolving movement of the rotor around its original axis of rotation generated. After a limited number

von Umdrehungen in diesem stark instabilen Zustand invertiert der Rotor, d.h. sein Drehbewegungszustand ändert sich derart, da3 seine neue, von seiner geometrischen Achse verschiedene Drehachse durch seinen neuen Massenschwerpunkt hindurchverläuft und der Rotor folglich wieder einen stabilen Drehbewegungszustand einnimmt.of revolutions in this highly unstable state, the rotor inverts, i.e. its state of rotation changes in such a way, that its new axis of rotation, different from its geometric axis, runs through its new center of mass and the rotor consequently again assumes a stable rotational movement state.

Eine solche Inversion tritt nur dann auf, wenn der Rotor mit einer reichlich über seiner Eigenfrequenz liegenden Drehzahl umläuft. Für den normalen, ausgewuchteten Rotorlauf ist die Anordnung so ausgelegt, daß die Eigenfrequenz des Rotors reichlich oberhcilb der maximalen Triebwerksdrehzahl liegt, nämlich typischerweise um etwa 30 % hoher. Wenn nun eine Schaufel beispielsweise infolge eines Zusammenpralls mit einem angesaugten Vogel abreißt, ist es daher notwendig, die Eigenfrequenz des Rotors in irgendeiner Weise derart herabzusetzen, daß eine Inversion des Drehbewegungszustands des Rotors eintreten kann.Such an inversion only occurs when the rotor is rotating at a speed that is well above its natural frequency running around. For normal, balanced rotor running, the arrangement is designed so that the natural frequency of the rotor is well above the maximum engine speed, namely typically around 30% higher. If now a shovel, for example as a result of a collision with torn off a sucked bird, it is therefore necessary to reduce the natural frequency of the rotor in some way in such a way that that an inversion of the rotational movement state of the Rotor can occur.

Es ist bereits eine Mehrzahl von Vorschlägen zur Ermöglichung eines Weiterlaufs von Gebläserotoren im Inversionszustand nach Auftreten einer Rotorunwucht gemacht worden. Eine erste Kategorie dieser früheren Vorschläge sieht ein rotornahes Lager vor, das im Falle des Auftretens einer Rotorunwucht und einer Inversion des Rotorlaufs auslenkungsfähig oder bleibend verformbar ist. Beispiele derartiger Lösungsvorschläge finden sich in der GB-PS 1 421 377, der GB-PS 1 418 907 und der GB-PS 1 421 540. Bei Triebwerken, bei denen die Antriebswelle in drei Lagern gelagert ist, kann dabei die Anordnung so getroffen werden, daß das dem Rotor am nächsten angeordnete Lager auslenkungsfähig oder bleibend verformbar ist, und daß das mittlere Lager pendelfähig ist, um elastische Ausbiegungen der Antriebswelle zu ermöglichen. Bei manchen Triebwerken und insbesondere bei Triebwerkskonstruktionen, bei denen die AntriebswelleThere are already a number of proposals to enable fan rotors to continue running in the State of inversion made after occurrence of a rotor imbalance been. A first category of these earlier proposals provides a bearing close to the rotor, which in the event of a Rotor imbalance and an inversion of the rotor run deflectable or is permanently deformable. Examples of such proposed solutions can be found in GB-PS 1 421 377, the GB-PS 1 418 907 and GB-PS 1 421 540. For engines in which the drive shaft is supported in three bearings, the arrangement can be made so that the bearing arranged closest to the rotor is deflectable or is permanently deformable, and that the middle bearing is pendulum in order to elastic deflections of the drive shaft enable. In some engines and especially in engine designs in which the drive shaft

im Gegensatz zu der üblichen Dreifachlageruno nur in zwei Lagern gelagert ist, ist es jedoch unmöglich, das dem Rotor am nächsten gelegene Lager auslenkungsfähig oder bleibend verformbar auszubilden.in contrast to the usual triple storage unit, only in two Bearings is stored, however, it is impossible for the bearing closest to the rotor to be deflectable or permanent to be deformable.

Eine weite Kategorie der früheren Vorschläge berücksichtigt die Notwendigkeit, die Antriebswelle in Lagern zu lagern, die in radialer Richtung praktisch starr sind und nur im Hinblick auf die bei normalem ausgewuchtetem Rotorlauf auftretenden Lagerbelastungen konstruiert sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Antriebswelle nur in zwei Lagern gelagert ist. Bei dieser Kategorie von Vorschlägen findet im Falle des Auftretens einer Rotorunwucht gewöhnlich eine Trennung der Antriebsverbindung zwischen der AntriebswelIe und dem Rotor durch Bruch einer in der Drehmomentübertragungskette zum Rotor angeordneten Abreißkupplung statt. Danach wird der Rotor nur noch mittels einer Haltekonstruktion gehaltert, die in Querrichtung biegefähiger als die Antriebswelle ist. Gewöhnlich ist neben der die Abreißkupplung enthaltenden Hauptantriebsverbindung noch eine Hilfsantriebsverbindung zwischen der Antriebswelle und dem Rotor vorgesehen, welche die Drehmomentübertragung im Falle des Äbreißens der Hauptantriebsverbindung übernimmt. Ein bekannter Vorschlag dieser Art findet sich in der DE-OS 26 55 648, gemäß welch era die Hauptantrieb sverbindung über eine Abreißkupplung verläuft, wobei parallel dasu eine Hilfsantrieb sve rb inching vorgesehen ist. Die Hilfsantriebsverbindung weist eine kranzförmige Anordnung von axial verlaufenden Haltestreben zwischen dem Rotor und der Welle, welche die Querflexibilität der Ililfsantriebsverbindung herstellt, und einen in Querrichtung ebenfalls flexiblen, jedoch torsionssteifen Balg zur Drehmomentübertragung zwischen der Welle und dem Rotor auf.A broad category of the earlier proposals takes into account the need for the drive shaft to be supported in bearings which are practically rigid in the radial direction and only with regard to the bearing loads occurring with normal balanced rotor running are constructed. This is particularly the case when the drive shaft is only supported in two bearings. In this category of proposals, if a rotor imbalance occurs, there is usually a disconnection of the drive connection between the drive shaft and the rotor due to breakage a breakaway coupling arranged in the torque transmission chain to the rotor instead. After that the rotor is only by means of supported by a support structure that is more flexible in the transverse direction than the drive shaft. Usually next to the the main drive connection containing the breakaway coupling an auxiliary drive connection is provided between the drive shaft and the rotor, which the torque transmission in the event the breaking of the main drive connection takes over. A well-known proposal of this type can be found in DE-OS 26 55 648, according to which the main drive s connection via a breakaway coupling runs, with an auxiliary drive sve rb inching being provided in parallel. The auxiliary drive connection has an annular shape Arrangement of axially extending retaining struts between the rotor and the shaft, which increases the transverse flexibility of the auxiliary drive connection manufactures, and in the transverse direction also flexible, but torsionally stiff bellows for torque transmission between the shaft and the rotor.

Bei der eben beschriebenen bekannten Anordnung muß die ir·; Zuge der Kauptantriebsverbindung angeordnete Abreißkupplung ausreichend kräftig sein, ura den bei normalem ausgewuchtetem Rotorlauf auftretenden Torsionskräften standzuhalten, jedochIn the known arrangement just described, the ir ·; Breakaway coupling arranged in the course of the main drive connection be strong enough to withstand the torsional forces that occur with normal balanced rotor running, however

muß sie auch ausreichend schwach sein, damit sie, falls eine Rotorunwucht auftritt, beim überschreiten eines vorgegebenen Querkraft-Grenzwerts auch tatsächlich bricht. Es ist sehr schwierig, eine Abreißkupplung so auszulegen, daß sie diese beiden Kriterien erfüllt.it must also be sufficiently weak that, if a rotor imbalance occurs, it must be exceeded when a predetermined value is exceeded The transverse force limit value actually breaks. It is very difficult to design a breakaway coupling to do this met both criteria.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotoranordnung der eingangs angegebenen Gattung derart zu konstruieren, daß sich die beiden eben erwähnten Kriterien, nämlich für den normalen Betrieb ausreichend große Drehmomentübertragungsfähigkeit, jedoch sichere Auslenkungsfähigkeit beim unwuchtbedingten überschreiten eines vorgegebenen Querkraft-Grenzwerts, leichter erfüllen lassen.The invention is based on the object of constructing a rotor arrangement of the type specified at the beginning in such a way that that the two criteria just mentioned, namely a sufficiently high torque transmission capacity for normal operation, but safe deflection ability in the case of imbalance exceeding a specified transverse force limit value is easier let meet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.This object is achieved according to the invention by the arrangement specified in the characterizing part of claim 1 solved.

Erfindungsgemäß ist also zwischen der Antriebswelle und dem Rotor eine drehmomentübertragende Kupplung vorgesehen, die eine Querauslenkung des Rotors ohne Unterbrechung der Drehmonentübertragung zuläßt.According to the invention is between the drive shaft and A torque-transmitting clutch is provided for the rotor, which allows a transverse deflection of the rotor without interrupting the torque transmission allows.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend mit Besug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar:Some embodiments of the invention are presented below described in more detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings show:

Fig. 1 in schematischem Axialhalbschnitt einFig. 1 in a schematic axial half section

Gasturbinen-Flugtriebwerk der Bypass-Bauart mit einer Gebläse-RotoranordnungBypass-type gas turbine aircraft engine with a fan rotor assembly

nach der Erfindung,according to the invention,

die Fig. 2 bis 4 jeweils im Axialhalbschnitt drei verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der Äntriebsverbindung zwischen der NiederFIGS. 2 to 4 each in an axial half-section three different possible embodiments of the Drive connection between the lower

druckwelle und dem Gebläserotor despressure wave and the fan rotor of the

Triebwerks nach Fig. 1 in näheren Einzelheiten, undEngine according to FIG. 1 in more detail, and

Fig. 5 eine Stirnansicht der in Fig. 4FIG. 5 is an end view of the in FIG. 4

dargestellten Kupplung.shown coupling.

Fig. 1 zeigt ein Gasturbinen-Flugtriebwerk 10 der Bypass-Bauart, das in strömungstechnischer Reihenanordnung ein Wiederdruck gebläse 11, einen Mitteldruck-Axialverdichter 12, einen Hochdruck-Axialverdichter 13, eine Brenneinrichtung 14, eine Hochdruckturbine 15, eine Mitte1-druckturbine 16, eine Niederdruckturbine 17 und ein Abgasstrahlrohr 13 aufweist. Die Einzelheiten der Triebwerkskonstruktion sind der Klarheit halber weggelassen.Fig. 1 shows a gas turbine aircraft engine 10 of the bypass type, which is in a fluidic series arrangement a back pressure blower 11, a medium pressure axial compressor 12, a high pressure axial compressor 13, a Combustion device 14, a high pressure turbine 15, a mid-pressure turbine 16, a low-pressure turbine 17 and an exhaust gas jet pipe 13. The details of the engine construction are omitted for clarity.

Die Niederdruckturbine 17 treibt das Gebläse 11 über eine Antriebswelle 19 an, die im hinteren Bereich des Triebwerks in einem Radial/Axiallager 20 und im vorderen Bereich des Triebwerks in einem Radia1-Kugellager 21 gelagert ist.The low-pressure turbine 17 drives the fan 11 via a drive shaft 19, which is located in the rear of the Engine in a radial / axial bearing 20 and in the front Area of the engine in a Radia1 ball bearing 21 is stored.

Der Gebläserotor 11 ist mittels einer drehmomentübertragenden, eine Querbewegung des Rotors bezüglich der Wellenachse ermöglichenden Kupplung 22 nach dem Oldham-Prinzip mit der Welle 13 verbunden. Ein Scherbolzen 32 verhindert, daß die Oläham-Kupplung 22 ihre Funktion als Quarbewegungen des Rotors bezüglich der Welle zulassende Kupplung erfüllen kann. Der Scherbolzen 23 ist in der Achse der Xtfelle 19 angeordnet, so daß er kein Drehmoment überträgt. Damit stellt der Scherbolzen 23 sicher, daß der Gebläserotor 11 im normalen ausgewuchteten Rotorlauf um die gleiche Drehachse wie die Welle umläuft. Die Kupplung 22 ist in Fig. 2 mehr im einzelnen dargestellt.The fan rotor 11 is by means of a torque-transmitting, a transverse movement of the rotor with respect to the shaft axis enabling coupling 22 according to the Oldham principle the shaft 13 connected. A shear bolt 32 prevents the Oläham coupling 22 from performing its function as the quartz movements of the Can meet rotor with respect to the shaft permitting coupling. The shear bolt 23 is in the axis of the Xtfelle 19 arranged so that it does not transmit torque. The shear bolt 23 thus ensures that the fan rotor 11 revolves around the same axis of rotation as the shaft in normal balanced rotor rotation. The coupling 22 is shown in FIG. 2 shown in more detail.

Gemäß Fig. 2 weist die Oldhara-Kupplung 22 zwei Scheiben 24, 25 auf, von denen die eine Scheibe 24 auf der Welle 19 befestigt ist und die anders Scheibe 25 den Scherbolsen 23 trägt. ZwischenAccording to FIG. 2, the Oldhara coupling 22 has two disks 24, 25, of which one disk 24 is attached to the shaft 19 and the other disk 25 carries the shear pin 23. Between

den beiden Scheiben 24 und 25 befindet sich ein Flanschteil 26, mit welchem die Habe des Gebläserotors 11 verschraubt ist. Äui3erdeia greift der Scherbolzen 23 in dieses Flanschteil 26 ein. Die Scheibe 24 ist mit einer Gruppe paralleler Keile versehen, die roit komplementären Keilen auf der einen Seite eines ringförmigen Zwischenstücks 27 in Eingriff stehen. Das Zwischenstück 27 ist auf seiner anderer* Seite mit einer zweiten Gruppe paralleler Seile versehen, die rechtwinklig zur ersten Gruppe von Keilen verlaufen. Diese zweite Gruppe von Keilen steht mit an dem Flanschteil 26 gebildeten komplementären Keilen in Eingriff. Die beiden Scheiben 24 und 25 sind mittels Schrauben 28 zusaroraengespannt, die durch im Zwischenstück 27 und im Flanschteil 26 gebildete übergroße Bohrungen hindurchverlaufen. the two disks 24 and 25 is a flange part 26 to which the hub of the fan rotor 11 is screwed. Äui3erdeia the shear bolt 23 engages in this flange part 26. The disc 24 is provided with a group of parallel wedges, the roit complementary wedges on one side of an annular Intermediate piece 27 are in engagement. The intermediate piece 27 is on its other * side with a second group of parallel ropes running at right angles to the first set of wedges. This second group of wedges stands with complementary wedges formed on the flange portion 26 in Intervention. The two disks 24 and 25 are clamped together by means of screws 28, which are inserted in the intermediate piece 27 and oversized bores formed in flange portion 26 extend therethrough.

Der Scherbolzen 23 weist eine in Umfangsrichtung verlaufende Sollbruchstelle 29 auf, und die mit der Mittelachse der Welle fluchtende Lage des Scherbolzens 23 ist aufgrund der Verbindung der Scheiben 24 und 25 miteinander festgelegt. Über das Flanschteil 26 legt der Scherbolzen 23 somit die bezüglich der Welle zentrische Lage der Gebläserotornabe fest.The shear bolt 23 has a circumferential direction The predetermined breaking point 29 and the position of the shear bolt 23 which is aligned with the center axis of the shaft is due to the connection of the disks 24 and 25 fixed to one another. About the flange part 26, the shear bolt 23 thus defines the central position of the fan rotor hub with respect to the shaft.

Wenn beispielsweise durch Abreißen einer Schaufel eine Unwucht des Gebläserotors auftritt, erzeugt die Unwuchtkraft eine radiale Auslenkung der Rotomabe mit dem Flanschteil 26. Diese Radialauslenkung wird dadurch ermöglicht, daß das Flanschteil 27 sich in Richtung der zwischen ihm und dem Zwischenstück 27 gebildeten, ineinandergreifenden Keile und das Zwischenstück 27 sich seinerseits in Richtung der zwischem ihm und der Scheibe 24 gebildeten, ineinandergreifenden Keile verschieben kann. Aufgrund der Radialauslenkung des Flanschteils 26 wird der Scherbolzen 23 entlang seiner Sollbruchstelle 29 abgeschert.If, for example, by tearing off a shovel a If an imbalance occurs in the fan rotor, the imbalance force generates a radial deflection of the rotor hub with the flange part 26. This radial deflection is made possible by the fact that the flange part 27 extends in the direction between it and the intermediate piece 27 formed, interlocking wedges and the intermediate piece 27 in turn in the direction of between him and the Disc 24 formed, interlocking wedges can move. Due to the radial deflection of the flange part 26 the shear bolt 23 is sheared off along its predetermined breaking point 29.

Der anfänglichen Orbitalbewegung des unwuchtbehafteten Rotors wirkt ein Rückstellorgan 30 in Form eines elastischen Rohres 31 entgegen, das mit seinem einen Ende mit der Welle 19 verbunden ist und mit seinem anderen Ende mit dem FlanschtsilA restoring element 30 in the form of an elastic one acts on the initial orbital movement of the unbalanced rotor Tube 31 opposite, which with its one end to the shaft 19 is connected and at its other end to the flange

- 44. - ΛΌ - 44. - ΛΌ

zusammenwirkt. Dieses flexible Rohr 31 weist eine Feäerkonstante auf, so daß es ein Rückstal!moment auf die Rotornabe ausübt, das die Rotornabe veranlaßt, sich in eine Stellung zu bewegen, in v/elcher ihr neuer Massanschwerpunkt (nach dem Abriß einer Schaufel) wieder auf die Mittelachse der Welle 19 zurückkehrt.cooperates. This flexible tube 31 has a Feäerkonstante so that it exerts a moment of rebound on the rotor hub that causes the rotor hub to move into a position in which its new center of gravity (after the demolition of a Blade) returns to the central axis of the shaft 19.

Anstelle des flexiblen Rohres 31 können auch andere geeignete Ausführungsformen von Rückstellorganen 30 zwischen der Welle 19 und dem Planschteil 26 Anwendung finden, beispielsweise in der Bohrung der iielle 19 axial verlaufende Blattfedern, elastische Klötze oder Ringe odar Schraubenfedern. Instead of the flexible tube 31, other suitable embodiments of restoring elements 30 can also be used between the shaft 19 and the facing part 26 are used, for example in the bore of the iielle 19 axially extending Leaf springs, elastic blocks or rings or coil springs.

ν Tie aus den obigen Erläuterungen hervorgeht, bewirkt die Universalkupplung 22 stets eine Drehmomentübertragung zwischen der Welle 19 und clem Gebläserotor 11, wirkt jedoch im normalen Betrieb nicht als Universalkupplung, sondern nur in dem seltenen Pail, daß eine zum Abscheren des Scherbolzens ausreichend große Unwucht des Rotors auftritt. Der Scherbolzen 23 braucht nicht so stark ausgebildet zu werden, daß ar ein Drehmoment übertragen kann, weshalb seine Festigkeit dahingehend optimiert werden kann, daß er nur den normalerweise zu erwartenden Radialkräften im normalen, ausgewuchteten Rotorlauf standhält, aber schwach genug ist, beim Überschreiten eines einer bestimmten Unwucht entsprechenden Querkraft-Grenzwerts zu brechen.ν Tie is evident from the explanations above, causes the universal coupling 22 always transmits torque between the shaft 19 and the fan rotor 11, but it works in normal operation not as a universal coupling, but only in the rare pail that one was used to shear the shear bolt sufficiently large unbalance of the rotor occurs. The shear bolt 23 does not need to be made so strong that ar can transmit torque, which is why its strength can be optimized to the effect that it only meets the normally expected radial forces in the normal, balanced Rotor running withstands but is weak enough when exceeded a lateral force limit value corresponding to a certain imbalance to break.

3ai der oben beschriebenen Oldham-Kupplung 22 wird die Reibung zwischen dem Zwischenstück 27 und den dartät zusammenwirkenden Bauteilen zur Erzielung einer gewissen Reibungsdämpfung der anfänglichen Radialauolenkung des unwuchtbehafteten Rotors ausgenützt, wahrend er vor Eintritt des Inversionszustands eine Orbitalbewegung ausführt. Jedoch darf diese Reibungsdämpfung nicht so stark sein, daß sie das Rückstellorgan 30 an seiner Rückstellfunktion im Sinne eines Zurückdrängens des unwuchtbehaftaten Rotors mit seinem neuen Massenschwerpunkt auf die Drehachse der Welle 19 hindert.3ai of the Oldham coupling 22 described above is the Friction between the intermediate piece 27 and the cooperating dartät Components to achieve a certain friction damping of the initial radial steering of the unbalanced rotor exploited, while before the occurrence of the inversion state a Performs orbital motion. However, this friction damping must not be so strong that they the restoring member 30 on his Reset function in the sense of pushing back the unbalanced The rotor with its new center of gravity on the axis of rotation of the shaft 19 prevents.

Bezüglich der eben erwähnten Reibungsdämpfung bestehen unterschiedliche Ansichten: Nach der einen Ansicht kann eine Reibungsdämpfung zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Komponenten, die zusaiamen eine Rotoranordnung bilden (iia Gegensatz zur Reibungsdämpfung zwischen der Rotoranoränung insgesamt und der feststehenden Konstruktion), toleriert werden, solange sie nicht übermäßig groß ist; während nach der anderen Ansicht jede Form einer Reibungsdämpfung zwischen relativ zueinander beweglichen Komponenten, die zusammen eine Rotoranordnung bilden, als stabilisierungsminderna angesehen wird. Hierzu können nur weitere Forschungen eine nähere Aufklärung bringen. Gemäß der Erfindung ist jedenfalls, unabhängig davon, ob sie eine Reibungsdämfpung zwischen ihren Komponenten erzeugt oder nicht, irgendeine Form einer Kupplung 22 vorgesehen, die in der Lage ist, ein Drehmoment von der welle 19 auf die Rotornabe zu übertragen und dabei auch eine radiale Auslenkung des Rotors bezüglich der ??elle 19 ohne Kippbewegung des Rotors relativ zur Achse der ftelle 19 zuläßt.With regard to the friction damping just mentioned exist Different views: According to one view, a friction damping between two can move relative to each other Components that together form a rotor assembly (iia contrast to the friction damping between the rotor structure as a whole and the fixed construction), can be tolerated, as long as it is not excessively large; while, according to the other view, any form of frictional damping between Components which are movable relative to one another and which together form a rotor arrangement are regarded as stabilization-reducing will. Only further research can provide a more detailed explanation of this. According to the invention, in any case, regardless of whether there is a friction damping between Whether or not its components are generated, some form of clutch 22 capable of generating torque is provided from the shaft 19 to the rotor hub and thereby also a radial deflection of the rotor with respect to the Elle 19 allows without tilting movement of the rotor relative to the axis of the ftelle 19.

Alternative Äusführungsmöglichkeiten der Kupplung sind in den Fig. 3 bis 5 dargestellt.Alternative embodiments of the coupling are shown in FIGS. 3 to 5.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Kupplung 22 wird auf ein Zwischenstück 27 mit Keilen, die mit komplementären Keilen anderer Bauteile zusammenwirken, verzichtet. Stattdessen weist die Kupplung abene Reibflächen an den beiden Stirnseiten des Flanschteils 25 und den diesem zugewandten Stirnseiten der Scheiben 24 und 25 aus. Gewünschtenfalls können, wie gestrichelt angedeutet, zusätzliche Scherstifte 32 vorgesehen sein, um einer Relativdrehung zwischen den Scheiben 24 und 25 und dem Flanschteil 26 entgegenzuwirken.In the clutch 22 shown in Fig. 3 is on Intermediate piece 27 with wedges that interact with complementary wedges of other components is dispensed with. Instead, points the clutch has friction surfaces on the two end faces of the flange part 25 and the end faces of the flange part 25 facing it Disks 24 and 25 out. If desired, can as dashed indicated, additional shear pins 32 may be provided to allow a relative rotation between the disks 24 and 25 and the flange part 26 to counteract.

Die in Fig. 2 dargestellte Kupplung kann auch durch eine Kupplung nach den Fig. 4 und 5 ersetzt werden, die ein Führungsgestänge aufweist.The coupling shown in Fig. 2 can also be replaced by a coupling according to FIGS. 4 and 5, which has a guide linkage.

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Geiaäß den Fig. 4 und 5 weist die dort dargestellte Kupplung 22 eine Anzahl von Lenkerpaaren 35 auf, die jeweils gelenkig an einem Flansch 36 der Welle 19 befestigt sind, wobei der Flansch 36 praktisch die Scheiben 24 und 25 sowie das Zwischenstück 27 der in Fig. 2 dargestellten Kupplung ersetzt. Aus Gründen der iClarheit ist nur ein Lenkerpaar dargestellt. Die einander diametral gegenüberliegenden inneren Enden der beiden Lenker 35 sind durch eine Kuppelstange 37 miteinander verbunden. Die Drehmomentübertragung von der Welle 19 zur Rotornabe 11 findet über Lenker 38 statt, die jeweils mit ihrem einen Ende gelenkig an deia Flansch 36 und mit ihrem anderen Ende gelenkig an einer zwischen den beiden Enden des jeweils zugeordneten Lenkers 35 gelegenen Stella an diesem befestigt sind. Die Lenker 35 und 33 sowie die Kuppeistange 37 sind ausreichend stark dimensioniert, um das über die Kupplung zu übertragende Drehmoment aufnehmen zu können. Im normalen Betrieb ist die Rotornabe 11 durch Scherbolzen 23 au einer zentrischen Drehung um die Mittelachse der Welle 19 gezwungen, und die Scherbolzen 23 brechen im Falle des Eintritts einer starken Rotorunwucht. Zwischen der Rotornabe 11 und dem Flansch 36 ist ein Rückstellorgan 30 in Forrä eines ringförmigen Gurnraikörpers angeordnet.Geiaäß FIGS. 4 and 5, the coupling 22 shown there has a number of pairs of links 35, each are articulated to a flange 36 of the shaft 19, the flange 36 practically the discs 24 and 25 as well replaces the intermediate piece 27 of the coupling shown in FIG. For the sake of iClarity, there is only one pair of handlebars shown. The diametrically opposite inner ends of the two links 35 are connected by a coupling rod 37 connected with each other. The torque transmission from the shaft 19 to the rotor hub 11 takes place via links 38, which each with its one end articulated to deia flange 36 and with its other end articulated to a Stella located between the two ends of the respectively associated link 35 are attached to this. The links 35 and 33 and the Kuppeistange 37 are sufficiently strong to to be able to absorb the torque to be transmitted via the clutch. In normal operation, the rotor hub 11 is through Shear bolts 23 are forced to rotate centrally about the central axis of shaft 19, and shear bolts 23 break in the event of a severe rotor imbalance. Between the rotor hub 11 and the flange 36 is a Resetting member 30 in the form of an annular Gurnraikörpers arranged.

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Claims

1. Rotor arrangement for gas turbine aircraft engines, consisting of a drive shaft mounted in bearings, a rotor and a torque-transmitting coupling connecting the rotor to the drive shaft, the rotor if a severe imbalance occurs, invexs.iQns is able to characterized in that

a) the coupling (22) is designed such that it

a radial offset of the rotor (11) with respect to the drive shaft (19) without interrupting the torque transmission allows,

b) a separable centering connection (23) is provided between the rotor (11) and the drive shaft (19), which keeps the rotor centered with respect to the shaft, but when a predetermined transverse force limit value occurs exceeding dynamic rotor unbalance is separable, and

c) a restoring member (30) acting on the rotor (11) is provided is that in the case of unbalanced, after separating the centering connection (23) an orbital movement around the axis the drive shaft (19) executing the rotor with its center of gravity on the axis of rotation of the drive shaft seeks to postpone.

2. Pipe arrangement according to claim 1, characterized in that that the coupling (22) is designed as an Olahaut coupling and a drive part (24, 25) which, as part of the drive shaft (19)

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formed or connected to this, further a Output part (26) that is designed as part of the rotor (11) or is connected to it, and an intermediate piece (27) has, which cooperates with both the drive part and the output part in a torque-transmitting manner and which with the drive part (24) via guide means (wedges), which the intermediate piece in a transverse to the shaft axis Direction transversely displaceable with respect to the drive part lead, and with the driven part (26) also by guide means (wedges) in engagement, which the driven part guide transversely displaceable relative to the intermediate piece in a direction perpendicular to the direction of the displaceability of the intermediate piece with respect to the drive part,

3. rotor arrangement according to claim 2, characterized in that that the intermediate piece (2 7) cooperates frictionally with the drive part (24, 25) and the driven part (26) to when a rotor imbalance occurs, frictional damping of the radial deflection of the rotor (11) with respect to the drive shaft (19) to generate.

4. Rotor arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the Führuncfsmittel each a number in parallel have running, interlocking wedges.

5. Rotor arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the centering connection is at least has a tear-off component (23) which is designed in such a way that when the predetermined transverse force limit value is exceeded, it is removed breaks.

6. rotor arrangement according to claim 5, characterized in that that the centering connection has a shear bolt (23) arranged in the axis of rotation of the drive shaft (19).

7. rotor arrangement according to claim 3, characterized in that that the centering connection by the frictional engagement between the Coupling parts (24, 25, 26, 27) is formed.

8. rotor arrangement according to claim 1, characterized in that that the coupling (22) has frictionally cooperating coplanar radial surfaces.