JPH09229061A - 回転体の軸受装置 - Google Patents

回転体の軸受装置

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JPH09229061A
JPH09229061A JP9007800A JP780097A JPH09229061A JP H09229061 A JPH09229061 A JP H09229061A JP 9007800 A JP9007800 A JP 9007800A JP 780097 A JP780097 A JP 780097A JP H09229061 A JPH09229061 A JP H09229061A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 損傷が発生したとき、回転部分支持体または
ケーシングの損傷または破壊を十分に排除することがで
きるジェットエンジン用のロータをばね弾性で軸受けす
るための軸受装置を提供すること。 【解決手段】 ジェットエンジンのロータ１用の軸受装
置は、軸受支持体５を介して回転部分支持体７に取付け
られている軸受４を備える。損傷が発生したとき、例え
ば圧縮機ロータの羽根が破損したとき、回転部分支持体
７と軸受支持体５の間に同心に一定の負荷を受けて破損
する使用限度破壊セクション８が配置されているので、
回転部分支持体７ないしケーシングの損傷は予防され
る。これによって回転部分支持体７へのないし回転部分
支持体に接続するロータケーシングへの極端な半径方向
負荷の伝達は、回転体１がまだ止まらない限り十分に回
避される。本発明の軸受装置は特に航空機のターボジェ
ットエンジンの場合に特に有益である。その場合例えば
ファン−ロータの羽根板損失がおきたとき、より高い回
転数で走行するロータの破壊力が隣接ケーシング領域に
影響を及ぼすのを減じることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転体用の軸受装
置に関し、特にジェットエンジン用のロータをばね弾性
で軸受けするための軸受装置であって、軸受支持体及び
軸受に対して同心に配置されたばね保持器を介して回転
部分支持体に取りつけられた軸受を備え、前記ばね保持
器は複数の軸受支持体を同心に取り巻くたわみ弾性のロ
ッドを備える軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばローラー軸受の場合固定軸受と自
由軸受とからなるジェットエンジンのロータのころがり
軸受けは動的負荷および静的負荷に対して堅固に設計さ
れている。駆動中に例えばアンバランスによるロータの
軸受の予想されなかった高い応力が発生し、そのときに
生ずる力は回転部分支持体を介して、例えばケーシング
に伝達される。そのときに生ずる力によってケーシング
は破壊される。例えば航空機用のターボジェットの場合
このような極端な負荷のケースは圧縮機またはファンの
領域にある羽根の破壊によって引き起こされる。そのと
き切り離された羽根板はロータの後続の羽根に衝突し、
その結果軸受力は極端に高まり高まった軸受力は軸受支
持体を介してケーシングまたは駆動装置懸架部に負荷さ
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、損傷
が発生したとき、回転部分支持体またはケーシングの損
傷または破壊を十分に排除することができる上記の軸受
装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明に
より、「特にジェットエンジン用のロータをばね弾性で
軸受けするための軸受装置であって、軸受支持体及び軸
受に対して同心に配置されたばね保持器を介して回転部
分支持体に取りつけられた軸受を備え、前記ばね保持器
は複数の軸受支持体を同心に取り巻くたわみ弾性のロッ
ドを備え、回転部分支持体と軸受支持体の間に同心に配
置された、一定の荷重で壊れる使用限度破壊セクション
がスポーク状に整列された複数の要素と共に設けられ、
周方向に交互に前記ロッドと前記要素が配置されている
ことを特徴とする軸受装置。」によって解決される。
【０００５】本発明の軸受装置において、好ましくは、
使用限度破壊セクション８は回転部分支持体７と結合さ
れた半径方向外側の要素９ｂと軸受支持体５と結合され
た半径方向内側の要素９ａを備え、ロータと同心に配置
された前記要素９ａ，９ｂがそれらの結合部に一つまた
は複数の環状ないし環形集合体状の使用限度破壊部を備
える。
【０００６】本発明の軸受装置において、好ましくは、
一つまたは二つの要素９ａ，９ｂはフランジ状に形成さ
れている。
【０００７】本発明の軸受装置において、好ましくは、
使用限度破壊セクション８はスポーク状要素９ａ，９ｂ
を備え、使用限度破壊部が前記要素に形成されている。
【０００８】本発明の軸受装置において、好ましくは、
使用限度破壊部が薄壁状結合横断面部として作られてい
る。
【０００９】本発明の軸受装置において、好ましくは、
使用限度破壊セクション８が軸方向に距離ａで位置ずれ
した２つの同軸の要素９ａ，９ｂを備え、両要素は比較
的僅かの半径方向の厚みｄを持った環状または環形集合
体状のブリッジ１０を介して実質的に一体に結合されて
いる。
【００１０】本発明の軸受装置において、好ましくは、
直径対前記半径方向の厚み比Ｄ：ｄは１０よりも大き
い。
【００１１】本発明の軸受装置において、好ましくは、
使用限度破壊セクション８が回転部分支持体７および／
または軸受支持体５と取りはずし可能に結合されてい
る。
【００１２】本発明の軸受装置において、好ましくは、
軸受装置が回転部分支持体７と回転部分１の間に配置さ
れたパッキング１１を備え、回転部分支持体７に取付け
られたパッキング支持体１２が、半径方向外側に誘導す
るため変形可能であるか、または使用限度破壊セクショ
ン８′によって成形される。
【００１３】本発明の軸受装置において、好ましくは、
回転部分支持体７と軸受支持体５の間に軸受４への液状
潤滑材用の半径方向に移動する供給路１３が設けられて
いる。
【００１４】本発明の軸受装置において、好ましくは、
回転体１は回転部分支持体７にばね弾性で支承されてい
る。
【００１５】本発明の軸受装置において、好ましくは、
使用限度破壊セクション８が軸受支持体５と回転部分支
持体７の間にスポーク状に整列する要素９ａ，９ｂを備
え、軸受支持体５が軸受４の半径方向外側の軸受リング
６と、複数の軸受支持体５を同心に取り巻くたわみ弾性
のロッド１６を介して接続されており、周方向に前記ロ
ッド１６と要素９ａ，９ｂが交互に配置されている。
【００１６】さらに上記の課題は、本発明により、「軸
受（４）を有する回転体用の、特にジェットエンジンの
ロータ（１）用の軸受装置であり、前記軸受（４）が、
前記回転体（１）の軸受主軸（３）の上に位置し、且つ
軸受支持体（５）を介して回転部分支持体（７）に取り
つけられている前記軸受装置であって、回転部分支持体
（７）と軸受支持体（５）の間に同心に配置された、一
定の荷重を受けて破壊する使用限度破壊セクション
（８）が備えられていることを特徴とする軸受装置。」
によって解決される。
【００１７】
【作用】本発明は、損傷が発生したとき、使用限界破壊
セクションを破壊することによって該使用限界破壊セク
ションを回転体の回転部分支持体と軸受支持体の間にロ
ータと同心に位置させることによって、著しく通常の軸
受の半径方向遊隙を越えて外へ出る半径方向の自由度を
保つという利点を有する。これによって回転体がまだ止
まらない限り、損傷が発生したときの負荷によってまた
は回転部分支持体にないしは回転部分支持体につながる
ロータケーシングに負荷されるロータの動的力により引
き起こされる極端な半径方向負荷が十分に回避される。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を添
付の図面を参照して以下に説明する。図面において、図
１(a)は、変形されていない状態の軸受装置の部分的軸
方向断面図であり、図１(b)は、軸受装置の変形された
状態にあり、且つ回転体が中心から外れた位置にある図
１(a)に図示の軸方向断面図であり、図２は、図１(a)に
示す使用限度破壊セクション(Sollbruchglied)の部分的
拡大図であり、図３(a)は、弾性のばね保持器(Federkae
fig) を有する軸受装置の部分的軸方向断面図であり、
図３(b)は、軸受装置が変形した状態にあり、回転体が
中心から外れた位置にある図３(a)に示す軸方向断面図
である。
【００１９】図１(a)はターボジェット（詳細は説明せ
ず）のロータ１の軸受装置を示す。ロータ１はファン段
(Fanstufe)２を駆動する。ロータ１は羽根付きファン段
２のわきにそれにつながる軸受主軸(Lagerzapfen)３を
備える。軸受主軸３上にはローラー構造のころがり軸受
４が着座している。軸受４は実施例においては自由軸受
(Loslager)として、ロータ1 のラジアル荷重だけを負荷
し、一方軸受に所属する固定軸受(Festlager)は図示さ
れていない。また、軸受４は、その外側の軸受リング６
と共に同心の軸受支持体５に固定されている。軸受支持
体５は星型の回転部分支持体７にフランジを介して接合
されている。それによって動的および静的駆動負荷によ
り生ずるロータ１の半径方向の力が回転部分支持体７に
負荷される。
【００２０】軸受支持体５には半径方向外側に回転部分
支持体７への移行領域に環状の軸受４に対して同心の使
用限度破壊セクション８が備えられている。前記セクシ
ョン８は互いに同心の軸方向に位置ずれした２つの環状
要素９ａ，９ｂを備える。その場合において図２に示す
ように軸方向の位置ずれａはごく小さい半径方向厚さｄ
を持った短い環状のブリッジ１０で形成されており、そ
れによって使用限度破壊セクション８の２つの環状要素
９ａ、９ｂは結合されている。
【００２１】ブリッジ１０は、ある一定のラジアル荷重
を越えるときに破壊し、それによってロータ１が図１
(b)から分かるように半径方向退避空間に保たれるよう
な壁厚に形成されている。半径方向内側の要素９ａは、
軸方向の位置ずれａに基づき半径方向外側の要素９ｂに
対して半径方向外側に位置がずれる。ロータ１の半径方
向遊び空間が増えることにより、回転部分支持体７への
有害な負荷の伝動が阻止され、それによって回転部分支
持体７の破壊乃至損傷を回避することができる。使用限
度破壊セクション８の使用限度破壊部としてのブリッジ
１０は半径方向の軸受力の作用線の経路に配置され、そ
れによって単軸方向応力状態を有するせん断面が形成さ
れる。半径方向外側要素９ａ，半径方向内側要素９ｂ
の、ブリッジ１０を形成する直径ｄaおよびｄiを非常に
高い正確さで造ることができ、それによって破壊して解
放する(bruchausloesende) 力の許容差を非常に狭くす
ることができる。
【００２２】使用限度破壊セクション８と一体の軸受支
持体５は、分解可能に回転部分支持体７にねじ継ぎされ
ている。
【００２３】ローラー軸受４の両側に油出口に対するパ
ッキングとしての半径方向密封リング１１が取りつけら
れている。さらにこの半径方向密封リングはパッキング
支持体１２により回転部分支持体に保持されており、そ
の場合において、パッキング支持体は使用限度破壊をし
た場合にロータ１を半径方向外側に導くように変形可能
であり、乃至は使用限度破壊セクションによって成形さ
れる。
【００２４】ローラー軸受４に潤滑油および冷却油を供
給するために回転部分支持体７と軸受支持体５の間にロ
ータ１の半径方向の移動を妨げないように半径方向に移
動可能な油供給管１３が設けられている。ロータ１が半
径方向外側に導かれると、軸受空間内に突き出る油噴射
ノズル１４はロータ１によりとらえられ、折られるかま
たは曲げられる。
【００２５】図３(a)および(b)は軸受４を同心に取り巻
くばね保持器１５を備える軸受装置を示す。このばね保
持器は、外側軸受リング６と円筒状軸受支持体５の間の
油膜による減衰との共同作用でロータ１の回転部分支持
体７にばね弾性的に負荷する。このためにロータの軸線
Ｒに平行に配置され且つ軸受支持体５を同心に取り巻
く、複数のたわみ弾性の(biegeelastische)ロッド１６
が設けられ、前記ロッドにはその一端１７ａに軸受支持
体５のフランジ１８ａが取りつけられ、その反対側の端
１７ｂに軸受リング側のフランジ１８ｂが取りつけられ
ており、それによって軸受リング６は、軸受支持体５に
対して油圧砕膜幅(Oelquetshfilm-breite)の範囲内で、
ばね弾性的に半径方向に移動することができ、オイルダ
ンパを持った弾性軸受が形成される。要素９ａの領域で
軸受支持体５と共にフランジ１８ａが横断面でＵ字状ス
リーブを形成する。スポーク状に形成された使用限度破
壊セクション８が、その半径方向内側の要素９ａと共に
ロッド１６の間に突出し、その結果ロッド１６は要素９
ｂと周方向に互い違いになる。内側の要素９ａは使用限
度破壊部を介して環状の外側要素９ｂに内側要素と一体
に(stoff-schluesig)接続されている。
【００２６】図３(a)および(b)に図示の軸受装置はコン
パクトな構造を保証するもので、この軸受装置において
はばね保持器１５は使用限度破壊セクション８と一体に
なっている。
【００２７】二つの軸受の変形において、ばね保持器１
５（リスケース(Squirrel-Case) )の有る無しにかかわ
らず、必要な半径方向の退避空間は軸受支持体５と回転
部分支持体７の間のケーシング領域に相応に形成するこ
とによって実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ターボジェットのロータの軸受装置を示し、
(a)は変形されていない状態の軸受装置の部分的軸方向
断面図であり、(b)は軸受装置の変形された状態にあ
り、且つ回転体が中心軸Ｒから長さｅだけ外れた位置に
ある同図の(a)に図示の軸方向断面図である。
【図２】図１(a) にIIで示す使用限度破壊セクション部
分の拡大図である。
【図３】軸受を同心に取り巻く弾性ばね保持器を備える
軸受装置を示し、(a)は弾性ばね保持器を有する軸受装
置の部分的軸方向断面図であり、(b)は 軸受装置が変
形した状態にあり、回転体が中心から外れた位置にある
同図の(a) に示す軸方向断面図である。
【符号の説明】 １ ロータ ２ ファン段 ３ 軸受主軸 ４ ころがり軸受 ５ 軸受支持体 ６ 軸受リング ７ 回転部分支持体 ８ 使用限度破壊セクション ９ａ，９ｂ 環状要素 １０ ブリッジ １１ 半径方向密封リング １２ パッキング支持体 １３ 油供給管 １４ 油噴射ノズル １５ ばね保持器 １６ ロッド １７ａ，１７ｂ ロッド１６の端 １８ａ，１８ｂ フランジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 391028384 ＤＡＣＨＡＵＥＲ ＳＴＲＡＳＳＥ 665, 80995 ＭＵＥＮＣＨＥＮ，ＧＥＲＭＡＮ Ｙ (72)発明者 ウォルフガング・ディーポルダー ドイツ連邦共和国 85356 フライジング, プラットスキー−ウェグ 10 (72)発明者 ベルンハルド・ヴェール ドイツ連邦共和国 82131 ガウティング, プラネッガー ストラッセ 21

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特にジェットエンジン用のロータをばね
    弾性で軸受けするための軸受装置であって、軸受支持体
    及び軸受に対して同心に配置されたばね保持器を介して
    回転部分支持体に取りつけられた軸受を備え、前記ばね
    保持器は複数の軸受支持体を同心に取り巻くたわみ弾性
    のロッドを備え、回転部分支持体と軸受支持体の間に同
    心に配置された、一定の荷重で壊れる使用限度破壊セク
    ションがスポーク状に整列された複数の要素と共に設け
    られ、周方向に交互に前記ロッドと前記要素が配置され
    ていることを特徴とする軸受装置。
  2. 【請求項２】 使用限度破壊セクション（８）は回転部
    分支持体（７）と結合された半径方向外側の要素（９
    ｂ）と軸受支持体（５）と結合された半径方向内側の要
    素（９ａ）を備え、ロータと同心に配置された前記要素
    （９ａ，９ｂ）がそれらの結合部に一つまたは複数の環
    状ないし環形集合体状の使用限度破壊部を備えることを
    特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
  3. 【請求項３】 一つまたは二つの要素（９ａ，９ｂ）は
    フランジ状に形成されていることを特徴とする請求項２
    に記載の軸受装置。
  4. 【請求項４】 使用限度破壊セクション（８）はスポー
    ク状要素（９ａ，９ｂ）を備え、使用限度破壊部が前記
    要素に形成されていることを特徴とする請求項１または
    ２に記載の軸受装置。
  5. 【請求項５】 使用限度破壊部が薄壁状結合横断面部と
    して作られていることを特徴とする請求項２乃至４の何
    れか一項に記載の軸受装置。
  6. 【請求項６】 使用限度破壊セクション（８）が軸方向
    に距離（ａ）で位置ずれした２つの同軸の要素（９ａ，
    ９ｂ）を備え、両要素は比較的僅かの半径方向の厚み
    （ｄ）を持った環状または環形集合体状のブリッジ（１
    ０）を介して実質的に一体に結合されていることを特徴
    とする先行する請求項のいずれか一項に記載の軸受装
    置。
  7. 【請求項７】 直径対前記半径方向の厚み比Ｄ：ｄが１
    ０よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の軸受
    装置。
  8. 【請求項８】 使用限度破壊セクション（８）が回転部
    分支持体（７）および／または軸受支持体（５）と取り
    はずし可能に結合されていることを特徴とする先行する
    請求項のいずれか一項に記載の軸受装置。
  9. 【請求項９】 軸受装置が回転部分支持体（７）と回転
    部分（１）の間に配置されたパッキング（１１）を備
    え、回転部分支持体（７）に取付けられたパッキング支
    持体（１２）が、半径方向外側に誘導するため変形可能
    であるか、または使用限度破壊セクション（８′）によ
    って成形されることを特徴とする先行する請求項のいず
    れか一項に記載の軸受装置。
  10. 【請求項１０】 回転部分支持体（７）と軸受支持体
    （５）の間に軸受（４）への液状潤滑材用の半径方向に
    移動する供給路（１３）が設けられていることを特徴と
    する先行する請求項のいずれか一項に記載の軸受装置。
  11. 【請求項１１】 回転体（１）が回転部分支持体（７）
    にばね弾性で支承されていることを特徴とする先行する
    請求項のいずれか一項に記載の軸受装置。
  12. 【請求項１２】 使用限度破壊セクション（８）が軸受
    支持体（５）と回転部分支持体（７）の間にスポーク状
    に整列する要素（９ａ，９ｂ）を備え、軸受支持体
    （５）が軸受（４）の半径方向外側の軸受リング（６）
    と、複数の軸受支持体（５）を同心に取り巻くたわみ弾
    性のロッド（１６）を介して接続されており、周方向に
    前記ロッド（１６）と要素（９ａ，９ｂ）が交互に配置
    されていることを特徴とする請求項１１に記載の軸受装
    置。
  13. 【請求項１３】 軸受（４）を有する回転体用の、特に
    ジェットエンジンのロータ（１）用の軸受装置であり、
    前記軸受（４）が、前記回転体（１）の軸受主軸（３）
    の上に位置し、且つ軸受支持体（５）を介して回転部分
    支持体（７）に取りつけられている前記軸受装置であっ
    て、回転部分支持体（７）と軸受支持体（５）の間に同
    心に配置された、一定の荷重を受けて破壊する使用限度
    破壊セクション（８）が備えられていることを特徴とす
    る軸受装置。
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