DE602005000272T2

DE602005000272T2 - Vorrichtung zum Schmieren eines Teils in einem Zusammenbau

Info

Publication number: DE602005000272T2
Application number: DE602005000272T
Authority: DE
Inventors: Regis Servant; Gaël Bouchy; Guy Lapergue
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2025-04-15
Also published as: CN1693748A; RU2354837C2; JP4643347B2; RU2005113004A; US7938230B2; FR2869671A1; JP2005315259A; UA85047C2; DE602005000272D1; US20050247526A1; CN100494759C; CA2505618A1; CA2505618C; FR2869671B1; ES2276379T3; EP1591714A1; EP1591714B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmieren einer Komponente in einem Zusammenbau von Teilen.
In einer bestimmten Anzahl von Fällen ist die zu schmierende Komponente schlecht zugänglich, und die Leitungen zum Zuführen von Schmiermittel können nicht direkt bei der Komponente münden, oder weisen um die Komponente und mit dieser Komponente assoziierte Teile herum einen zu großen Platzbedarf auf.
Dieses Problem lässt sich mitunter lösen, indem man die Leitungen zum Zuführen von Schmiermittel durch benachbart zur Komponente angeordnete Teile verlaufen lässt, aber diese Lösung ist in der Praxis nicht immer realisierbar, insbesondere, wenn die Schmiermittel-Leitungen bewegbare Teile (durch)queren müssen.
Eine andere bekannte Lösung besteht darin, eine Kammer zum Verteilen von Schmiermittel in einem in der Nähe der Komponente angeordneten Teil auszubilden, und diese Kammer an einem oder mehreren Punkten mit einer Schmiermittel-Versorgung, und an einem oder mehreren anderen Punkten mit Mitteln zum Zuführen des Schmiermittels zur Komponente zu verbinden, wie in US 3,631,937 gezeigt ist.
Aus ökonomischen Gründen kann diese Kammer aus einer (ringförmigen) Rille oder einer ringförmigen Kehle gebildet werden, welche in eine (Ober)fläche des Teils maschinell eingearbeitet ist, und in dichter Weise mittels eines Blechs verschlossen ist, welches die Rille oder die Kehle bedeckt, und auf die (Ober)fläche des Teils gelötet/geschweißt ist.
Diese Lösung wurde insbesondere zum Schmieren eines Rollenlagers zum Führen einer Nabe angewendet, welche(s) mit einer drehbaren Welle einer Niederdruck-Turbine einer Strahlturbine versehen ist, wobei die Kammer zum Verteilen von Schmiermittel von einer ringförmigen Rille gebildet wird, welche maschinell in eine Zylinderfläche eines Trägerteils des äußeren Rings des Rollenlagers eingearbeitet ist.
Diese bekannte Lösung löst das Problem des Platzbedarfs, weist aber noch eine gewisse Anzahl von Nachteilen auf:

– die ringförmige Rille, welche die Verteilungs-Kammer bildet, ist mittels Fräsens maschinell in das Trägerteil eingearbeitet, was verhältnismäßig schwierig und unangenehm durchzuführen sein kann;
– diese Rille wird von einem kontinuierlich entlang seiner/ihrer Ränder beiderseits der ringförmigen Rille gelöteten/geschweißten Blechs geschlossen, was recht lang und schwierig zu realisieren ist;
– diese Verschluss ist nicht demontierbar;
– diese Lösung ist nicht mit Materialien realisierbar, welche schwer zu schweißen/löten oder hartzulöten sind.

Die Erfindung hat insbesondere zum Ziel, eine einfache, effiziente und ökonomische Lösung dieser Probleme zu geben.
Sie hat eine Vorrichtung zum Schmieren einer Komponente zum Ziel, welche nicht die vorher genannten Nachteile der bekannten Vorrichtungen aufweist.
Sie schlägt hierzu eine Vorrichtung zum Schmieren einer Komponente in einem Zusammenbau aus Teilen vor, wobei diese Vorrichtung umfasst: eine Kammer zum Verteilen von Schmiermittel, welche in der Nähe der Komponente angeordnet ist, Mittel zum Versorgen dieser Kammer mit Schmiermittel, und Mittel, welche die Kammer mit Mitteln zum Zuführen von Schmiermittel in die Komponente verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer gebildet ist aus: einer ringförmigen Kehle eines Rings, welcher an einem Teil dieses Zusammenbaus angebracht ist, wobei die Kehle automatisch bei der Montage des Rings von einer zugehörigen Fläche des Teils geschlossen wird, auf welcher Kanäle oder Leitungen münden, welche in diesem Teil ausgebildet sind, und welche Mittel zum Versorgen der Kehle mit Schmiermittel bilden, und/oder Mittel, welche die Kehle mit den vorher genannten Mitteln zum Zuführen von Schmiermittel in die Komponente verbinden.
Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass die Schmiermittel-Verteilungs-Kammer nicht in einem massiven Teil gebildet wird, um dann von einem eingebrachten Blech geschlossen zu werden, sondern in einem Ring, welcher seinerseits mittels Andrucks am vorher genannten Teil montiert wird. Hierdurch wird ein komplexer und kostspieliger maschineller Bearbeitungs-Vorgang des massiven Teils vermieden. Darüber hinaus wird das Verschließen dieser Kammer automatisch bei der Montage des Rings auf dem Teil bewirkt, indem diejenige Partie des Rings, welche die Kehle in einer zugehörigen (Ober)fläche des Teil aufweist, appliziert wird, ohne dass es notwendig wäre, ein Verschluss-Blech auf den Ring zu löten/schweißen, oder auf andere Weise zu fixieren.
In einfacher Weise wird der Ring auf dem Teil zwischen einem auf dem Teil gebildeten Anschlag und einem eingebrachten Teil, welches auf dem Teil in einer abnehmbaren oder demontierbaren Weise, beispielsweise mittels Verschraubens, befestigt ist, immobilisiert.
Der Ring der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann daher auf dem Teil in einfacher Weise montiert sein/werden, und er wird von einem eingebrachten abnehmbaren oder demontierbaren Teil am Platz gehalten.
Im vorgenannten Fall eines Rollenlagers zum Führen einer mit einer Welle einer Niederdruck-Turbine in einer Strahlturbine verbundenen Nabe kann dieses eingebrachte Teil ein Rand eines Rings des Rollenlagers sein, wie im Folgenden im Detail zu sehen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zumindest zwei Dicht-Verbindungen, welche beiderseits der ringförmigen Kehle angeordnet sind, und zwischen den Ring und das Teil geklemmt sind, wobei vorteilhafter Weise jede Dicht-Verbindung in einer ringförmigen Rille des Rings aufgenommen ist.
Auf diese Weise wird eine gute Dichtigkeit der von der Kehle des Rings gebildeten Verteilungs-Kammer sichergestellt, wobei diese Dichtigkeit in einfacher und ökonomischer Weise erreicht wird, ohne der Leichtigkeit der Montage des Rings an dem Teil zu schaden.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Ring mittels axialer Translation auf zumindest einem zylindrischen Träger des Teils montiert.
Vorteilhafterweise weist der Ring an einem seiner axialen Enden einen ringförmigen Rand auf, welcher ein Mittel zum Einhaken eines Abzieh-Werkzeugs zur Demontage dieses Rings bildet.
Dies erlaubt eine einfache und schnelle Demontage des Rings mittels axialen Abziehens des Rings in eine dem Teil entgegengesetzte Richtung.
Die Erfindung ist insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf ein Rollenlager zum Führen einer mit einer drehbaren Welle verbundenen Nabe bezüglich eines Trägerteils eines Rings dieses Rollenlagers anwendbar, wobei die drehbare Welle beispielsweise eine Niederdruck-Turbinen-Welle in einer Strahlturbine ist.
Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden bei der Lektüre der folgenden Beschreibung offensichtlich, welche als nicht-begrenzendes Beispiel und unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen angefertigt ist, in welchen:
1 eine partielle schematische axiale Schnittansicht einer bekannten Schmier-Vorrichtung eines Rollenlagers zum Führen einer mit einer Niederdruck-Turbinen-Welle einer Strahlturbine verbundenen Nabe ist;
2 eine schematische axiale Schnittansicht einer Vorrichtung zum Schmieren gemäß der Erfindung ist;
3 eine vergrößerte Teilansicht von 2 ist;
4 eine andere schematische axiale Schnittansicht der Vorrichtung von 2 ist, wobei der Schnitt in einer anderen Schnittebene von 2 gelegt ist.
Es wird zuerst auf 1 Bezug genommen, welche eine Partie einer bekannten Vorrichtung zum Schmieren eines Rollenlagers zum Führen einer mit der Welle einer Strahlturbinen-Niederdruck-Turbine verbundenen Nabe darstellt.
Die Nabe 2 ist mittels eines Rollenlagers 4 zentriert und drehbar geführt, welches in einer Bohrung eines zylindrischen Träger-Teils 6 montiert ist, welches seinerseits an einem feststehenden Teil montiert und fixiert ist, welches beispielsweise ein Teil des Stators eines Hochdruck-Kompressors der Strahlturbine ist.
Das Rollenlager 4 umfasst eine Mehrzahl von rollenden Organen, wie beispielsweise Kugeln 8, welche axial zwischen zwei ringförmigen Elementen 10 gehalten werden, und welche in einem Rollweg umlaufen, welcher mittels (eines) radial inneren beziehungsweise äußeren Rollenlager-Rings 12, 14 definiert ist.
Der radial innere Ring 12 des Rollenlagers ist fest auf der Nabe 2 montiert, und der radial äußere Ring 14 des Rollenlagers ist in der Bohrung des Trägerteils 6 montiert.
Der radial äußere Ring 14 des Rollenlagers umfasst eine axiale Verlängerung 16, welche zur stromaufwärtigen Seite vorsteht, und welche mit einem ringförmigen Rand 18 endet, welcher radial auswärts gerichtet ist, und welcher auf einer radiale Endfläche des Trägerteils 6 zum Aufliegen kommt, um hier durch geeignete Mittel, wie Schrauben, befestigt zu werden.
Die bekannte Vorrichtung zum Schmieren des Rollenlagers 4 umfasst eine ringförmige Kammer zum Verteilen von Schmiermittel, welche von einer ringförmigen Rille 20 einer inneren Zylinderfläche 22 der stromaufwärtigen Partie des Teils 6 gebildet wird, wobei diese Rille 20 in die Zylinderfläche 22 gefräst ist, und mittels eines bei 26 und 28 auf das Teil 6 gelöteten/geschweißten eingebrachten Blechs 24, kontinuierlich entlang seiner/ihrer Ränder verschlossen ist.
Die ringförmige Rille 20 ist mit Mitteln zum Versorgen mit Schmiermittel 30 mittels einer radialen Leitung 32 verbunden, welche in die Verteilungs-Kammer und in eine axiale Leitung 34 einmünden, welche in das Teil 6 gebohrt/gestochen ist, und mit den Versorgungs-Mitteln 30 mittels einer zylindrischen Hülse 36 verbunden ist, von welcher ein stromabwärtiges Ende dicht in einer zylindrischen Öffnung der Radialseite des Endes des Teils 6 montiert ist, und von welchem ein stromaufwärtiges Ende dicht in einer zylindrischen Öffnung der Versorgungs-Mittel 30 montiert ist. Die Mittel-Partie der Hülse 36 erstreckt sich durch eine Öffnung des ringförmigen Randes 18 des Rings 14 des Rollenlagers.
Die ringförmige Rille 20 des Teils 6 ist mit Mitteln zum Zuführen von Schmiermittel in das Rollenlager 4 durch Mittel verbunden, welche im Folgenden unter Bezug auf 4 im Detail beschrieben werden.
In der Vorrichtung zum Schmieren gemäß der Erfindung wird die maschinell in das Teil 6 eingearbeitete Rille 20 zum Bilden der Verteilungs-Kammer durch eine ringförmige Kehle eines auf dem Teil 6 eingebrachten Versorgungs-Rings ersetzt.
In der in den 2 bis 4 dargestellten Ausführungsform greift dieser Ring 40 mittels axialer Translation von stromaufwärts in die Bohrung des Teils 6 ein, und stützt sich auf zwei untereinander verbundenen zylindrischen Träger 42, 44 von verschiedenen Durchmessern ab, wobei diese Träger 42, 44 in der stromaufwärtigen Partie des Teils 6 um die axiale Verlängerung 16 des äußeren Rings 14 des Rollenlagers gebildet sind.
Der Versorgungs-Ring 40 umfasst ein stromabwärtiges Ende 46, welches dazu vorgesehen ist, auf einer Schulter 48 der Innenfläche des Teils 6 zum Andruck zu kommen, und ein stromaufwärtiges Ende 50, welches einen Andruck einer zylindrischen Rippe 52 des Randes 18 des äußeren Rings 14 des Rollenlagers bildet.
Die Schulter 48 und die Rippe 52 bilden Mittel zum axialen Immobilisieren des Versorgungs-Rings 40 in der Bohrung des Teils 6, wobei diese Mittel zum Immobilisieren im Allgemeinen von einem derartigen Typ sind, dass sie formschlüssig zusammenwirken.
Die stromabwärtige Partie des Rings 40, welche sich auf dem zylindrischen Träger 44 des Teils 6 abstützt, weist eine ringförmige äußere Rille zur Aufnahme einer Dicht-Verbindung 54 auf, welche mit dem zylindrischen Träger 44 zusammenwirkt. Die stromaufwärtige Partie des Rings 40 weist ebenfalls eine ringförmige äußere Rille zur Aufnahme einer Dicht-Verbindung 56 auf, welche sich auf dem zylindrischen Träger 42 des Teils 6 abstützt.
Eine ringförmige Kehle 58 ist in dem Versorgungs-Ring 40 zwischen den Aufnahmen der vorher genannten Dicht-Verbindungen 54, 56 ausgebildet, und mündet in die radial äußere Fläche des Rings 40. Diese Kehle 58 ist mittels des zylindrischen Trägers 42 des Teils 6 nach außen abgedeckt und verschlossen. Ein zu dem in 1 beschriebenen identischer radialer Kanal 32 ist in dem Teil 6 ausgebildet, und mündet auf dem zylindrischen Träger 42 in die Kehle 58, um diese mit dem Mittel 30 zum Versorgen mit Schmiermittel zu verbinden.
Der Ring 40 weist vorteilhafter Weise an seinem stromaufwärtigen Ende 50 einen nach innen gerichteten ringförmigen Rand 60 auf, welcher ein Mittel zum Einhaken oder zum Eingreifen eines geeigneten Werkzeugs zur Demontage des Rings 40 durch axialen Zug nach stromaufwärts bildet.
4 ist eine andere Schnittansicht des in 2 gezeigten Zusammenbaus, und zeigt Mittel zum Zuführen von Schmiermittel in das Rollenlager 4.
Diese Mittel umfassen ein(e) im Wesentlichen in J-Form umgebogene Leitung oder Rohr 62, deren nach stromabwärts gerichtetes eines Ende 64 zu einer Öffnung des ringförmigen Randes 18 des Rings 14 führt, und dicht in einer Bohrung des stromaufwärtigen Endes des Teils 6 montiert ist, welche mit der Kehle 58 des Versorgungs-Rings 40 mittels eines radialen Kanals 66 des Teils 6 verbunden ist.
Das andere Ende der Leitung 62 ist zur Achse der Nabe 2 und nach stromabwärts geneigt, und umfasst zumindest ein Loch 68 zum Austritt des Schmiermittels, welches radial zu einem ringförmigen Element 70 mündet, welches eine Zentripetal-Schöpf-Vorrichtung 72 bildet, welche auf der Nabe 2 zwischen dem inneren Ring 12 des Rollenlagers 4 und einer ringförmigen Schulter der Nabe 2 fest montiert ist.
Die Zentripetal-Schöpf-Vorrichtung 72 nimmt das aus dem Loch 68 der Leitung 62 austretende Schmiermittel auf, und führt es dem Inneren des Elements 70 am stromaufwärtigen Ende einer axialen Rille 74 zu, welche im inneren Ring 12 des Rollenlagers ausgebildet ist, und welche an ihrem/seinem stromabwärtigen Ende mit Leitungen oder Kanälen verbunden ist, welche zu den rollenden Organen des Rollenlagers 4 führen.
Im Betrieb der Strahlturbine kann die Schmiermittel-Versorgung der Kehle 58 des Rings 40 durch die Mittel 30 kontinuierlich erfolgen. Das Schmiermittel zirkuliert in den Versorgungs-Mitteln 30, in der Hülse 36, den Leitungen 34, 32 und in der ringförmige Kehle 58 des Rings 40. Von hier läuft das Schmiermittel durch den Kanal 66, die Bohrung des Teils 6, dann die Leitung 62, und tritt aus dem Loch 68 aus, um von der Zentripetal-Schöpf-Vorrichtung 72 aufgenommen zu werden, welche es der axialen Rille 74 des Innen-Rings 12 des Rollenlagers 4 zuführt.
Es können mehrere Leitungen oder Rohre 62 mit der ringförmigen Kehle 58 des Rings 40 verbunden sein, welche dann regelmäßig auf dem Umfang des Trägerteils 6 verteilt sind.
Der Versorgungs-Ring 40 ist bevorzugt aus Leichtmetall, wie aus Titan oder aus Aluminium. Die ringförmige Kehle 58 wird in diesem Ring 40 mittels irgendeiner geeigneten Technik ausgebildet, beispielsweise durch Drehen.

Claims

Vorrichtung zum Schmieren einer Komponente in einem Zusammenbau aus Teilen, wobei diese Vorrichtung umfasst: eine Kammer zum Verteilen von Schmiermittel, welche in der Nähe der Komponente angeordnet ist, Mittel (30) zum Versorgen dieser Kammer mit Schmiermittel, und Mittel, welche die Kammer mit Mitteln zum Zuführen von Schmiermittel in die Komponente verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer gebildet ist aus: einer ringförmigen Kehle (58) eines Rings (40), welcher an einem Teil (6) dieses Zusammenbaus angebracht ist, wobei die Kehle (58) automatisch bei der Montage des Rings (40) von einer zugehörigen Fläche des Teils (6) geschlossen wird, auf welcher Kanäle oder Leitungen (32, 34) münden, welche in diesem Teil (6) ausgebildet sind, und welche Mittel zum Versorgen der Kehle (58) mit Schmiermittel bilden, und/oder Mittel, welche die Kehle (58) mit den vorher genannten Mitteln zum Zuführen von Schmiermittel in die Komponente verbinden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Immobilisieren des Rings (40) auf dem Teil (6) umfasst.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Immobilisier-Hilfsmittel von einem derartigen Typ sind, dass sie formschlüssig zusammenwirken.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (40) auf dem Teil (6) zwischen einem auf dem Teil (6) gebildeten Anschlag und einem eingebrachten Teil, welches auf dem Teil (6) in einer abnehmbaren oder demontierbaren Weise, beispielsweise mittels Verschraubens, befestigt ist, immobilisiert wird.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest eine Dicht-Verbindung (54, 56) umfasst, welche entlang der ringförmigen Kehle (58) zwischen den Ring (40) und das Teil (6) geklemmt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest zwei Dicht-Verbindungen (54, 56) umfasst, welche beiderseits der ringförmigen Kehle (58) angeordnet sind, und zwischen den Ring (40) und das Teil (6) geklemmt sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Dicht-Verbindung (54, 56) in einer ringförmigen Rille des Rings (40) aufgenommen ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (40) mittels axialer Verschiebung auf zumindest einem zylindrischen (42, 44) Träger des Teils (6) montiert ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil (6) zwei zylindrische Träger (42, 44) von unterschiedlichem Durchmesser umfasst, welche untereinander verbunden sind, und an welchen der Ring (40) angreift.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (40) aus Leichtmetall ist, insbesondere aus Titan oder aus Aluminium.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kehle (58) in dem Ring (40) durch Drehen gebildet ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (40) an einem seiner axialen Enden (50) einen ringförmigen Rand (60) umfasst, welcher ein Hilfsmittel zum Einrasten eines Abzieh-Werkzeugs zur Demontage dieses Rings (40) bildet.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu schmierende Komponente ein Rollenlager zum Führen (4) einer mit einer drehbaren Welle verbundenen Nabe (2) ist, und das Teil ein Teil (6) zum Tragen eines Rings dieses Rollenlagers (4) ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbare Welle eine Niederdruck-Turbinen-Welle ist.