SE467369B - Gaangledsanordning vid jetmotorer - Google Patents

Description

-E> CA CN Ch \O förorsakas av strömningsseparation mellan ett par nära in- till varandra upphängda jetmotorer.

Uppfinningen har utarbetats för att tillgodose de ovan- nämnda behoven och har därför såsom ett första ändamål att åstadkomma en vibrationsdämpningsmekanism för minskning av det vibrationsframkallande slitaget av gånglederna hos jet- motorers utloppsmunstycken.

Ett annat syfte är att underlätta installation, inställning och utbyte av sådana vibrationsdämpande mekanismer mellan ytterklaffen och dess tillhörande upphängningsanordningar.

Dessa syften tillgodoses av en fjäderförspänd lagerenhet, som anbringar en förutbestämd kraft vid ett eller flera monteringsfästen för ytterklaffarna hos ett sådant mun- stycke. Ett lager, som ej är av roterande typ, används till att låta en axiellt riktad kraft angripa direkt mot ett monteringsfäste för en yttre klaff vid den främre gång- leden och ett par fjäderbelastade, axiellt rörliga slid- block används till att anbringa en liknande kraft mot ett par monteringsfästen för ytterklaffar vid de bakre gång- lederna. Eftersom en ytterklaff och dess därmed samman- hängande fästen är utsatt för dynamiska excitationskrafter, överförs dessa krafter till de främre och bakre gånglederna.

Friktion, som av de fjäderbelastade lagren och glidblocken alstras vid monteringsfästenas ytor, dämpar vibrationerna kring gånglederna och förlänger därigenom deras effektiva liv.

En fjäderhusenhet kan användas till att underlätta installa- tionen av de vibrationsdämpande lagerenheterna. Fjäderhus- enheten underlättar även inställning av lagrets förspänning.

Detta är särskilt önskvärt med tanke på det begränsade ut- rymme inom utloppsmunstyckessektionen som står till förfo- gande för hantering av installations- och mätningsverktyg. 467 369 Uppfinningens ovannämnda ändamål, kännetecken och fördelar kommer delvis att särskilt framhållas och delvis att direkt framgå av den efterföljande speciella delen av beskrivningen tillsammans med ritningen.

Fig. 1 visar schematiskt en perspektivvy av ett par utlopps- munstycken hos motorer på ett jetflygplan.

Fig. 2 visar, delvis i sektion, en perspektivvy av en typisk utloppsenhet.

Fig. 3 visar i sektion en sidovy enligt linjen A-A i fig. 2 och illustrerar utloppsmunstyckets huvudbeståndsdelar.

Fig. 4 är en partiell sektion genom gångledsaxeln hos en främre gångledsenhet enligt uppfinningen.

Fig. 5 motsvarar fig. 4 men avser en bakre gångledsenhet.

Fig. 6 visar en bakre gångledsenhet, delvis i sektion och sedd från sidan.

Fig. 7 visar en fjäderhusenhet i sektion enligt linjen B-B i fig. 8.

Fig. 8 visar fjäderhuset enligt fig. 7 i ändvy.

Fig. 9 visar en del av den främre gångleden, försedd med en fjäderhusenhet.

Fig. 10 visar en del av den bakre gångleden, försedd med en fjäderhusenhet.

I de olika ritningsfigurerna betecknar en och samma hänvis- ningsbeteckning varandra motsvarande detaljer.

Såsom framgår av fig. 1, alstrar ett par jetmotorer 10 i “4e7 369 drift typiskt en strömningsseparationszon 12 mellan ytter- klaffarna 14 till ett par varandra närbelägna utloppsmun- stycken 16 med variabel utströmningsarea. Denna strömnings- separation är särskilt uttalad vid flygplan där motorkonfi- gurationen innefattar fyra jetmotorer, upphängda parvis under den närmast kroppen belägna sektionen av varje vinge 18. Såsom ovan nämnts, framkallar denna excitation och vibration en snabb förslitning av de gångleder vilka sväng- bart förenar ytterklaffarna 14 med utloppsmunstyckena 16.

Gångledernas belägenhet framgår bäst av fig. 2, där en ut- loppsmunstyckesenhet 20 har ett flertal främre gångleds- enheter 22 och ett flertal bakre sådana 24. Enheten 20, som innefattar en cirkulär, fast mantel 26, har ett flertal svängbart med varandra förbundna klaffar av samma typ som enligt US 4.128.208, till vilken patentskrift här hänvisas.

Gångledsupphängningen gör det möjligt att selektivt variera tvärsektionsarean hos den cirkulära utloppsmynningen 28.

Denna ändringsmöjlighet behövs för anpassning till de olika värden på massflöden och medietillstând som uppträder inom jetmotorns arbetsområde. Såsom framgår av fig. 2 och 3, ut- görs munstyckets 16 huvudbeståndsdelar av de divergerande klaffarna 30 och av divergerande tätningar 32, av primär- klaffarna 34 och primärtätningarna 36 samt av ytterklaffarna 14 och manöverringen 38. Den främre gångledsenheten 22 för- binder svängbart ytterklaffen 14 med en ringformad fläns 40 hos manteln 26 via en hållare 42, medan den bakre gångleds- enheten 24 svängbart och axiellt förskjutbart förbinder ytterklaffen 14 med den divergerande klaffen 30, vilket be- skrivs nedan.

I fig. 4 visas den främre gångledsenhetens 22 detaljkompo- nenter. Visserligen kan två skilda enheter användas för upphängning av varje ytterklaff 14, men endast en enhet 22 har visats. Källaren 42 är försedd med ett par gaffellik- nande armer 44 och 46. Armen 44 har ett fyrkanthål 48, medan armen 46 har ett cirkulärt hål 50. En flänsförsedd 467 369 lagerhylsa 52 har en utvändig fyrkantsyta 53, vilken nog- grant motsvarar konturen hos fyrkanthålet 48 och är införd i detta med glidpassning. Fyrkantprofilen hos armen 44 och lagerhylsan 52 hindrar den sistnämnda från att vrida sig relativt hâllaren 42.

En andra flänsförsedd lagerhylsa 54 med cirkulär utsida 55 är med presspassning införd i ett cirkulärt hål 50 genom armen 46. En gångledstapp, i form av en flänsförsedd bult 56, sträcker sig genom lagerhylsorna 52 och 54 samt de båda armarna 42 och 44. Bulten 56 genomgår också ett hål 58 i ett ytterklaffäste 60, som befinner sig mellan lagren 52, 54 och armarna 42, 44 i en gaffelkonfiguration.

En bussning 62 i hålet 58 uppbär roterbart fästet 60 på bulten 56. Företrädesvis finns ett spel 63 mellan lagret 54 och fästet 60, vilket tar hand om toleranser mellan varandra närbelägna främre gångledsenheter 22, särskilt mellan ytter- klaffästena 60. Spelet 63 säkerställer alltså korrekt sam- verkan mellan alla de främre gângledsenheterna.

Ytterklaffen 14 vibrationsdämpas av den friktion som alstras av förspänningskraften hos fjädern 64, vilken koaxiellt om- ger bultens 56 fria ände. Denna förspänningskraft regleras medelst en mutter 66, som axiellt trycker ihop fjädern 64 ett förutbestämt stycke i riktning mot lagerhylsan 52 eller mot ett mellanliggande organ, exempelvis en bricka 68, som är glidbart monterad på bulten 56. Den friktionsdämpande kraften härrör från en förutbestämd axiell belastning, som alstras av fjädern 64 mellan lagerhylsans 52 flänsförsedda ändyta 70 och sidoytan 72 hos ytterklaffästet 60.

Den främre gångledsenheten 22 blir alltså vibrationsdämpad med en okomplicerad, bussningsförsedd gångled, som medger en viss vridning hos ytterklaffen 14 runt hâllaren 42. Det är friktionen mellan lagerändytan 70 och sidoytan 72 hos fästet 60 vilken dämpar det gensvar på hos ytterklaffens 14 467 569 främre del på de aerodynamiska krafter som existerar i den turbulenta zonen 12 (fig. 1) runt ytterklaffarna 14. Efter- som lagerhylsan 52 hindras från att vrida sig, säkerställs friktionsalstring mellan densamma och fästet 60 när detta vrider sig runt bulten 56.

Visserligen är funktionsprincipen för den bakre gångleds- enheten 24 densamma som den ovan beskrivna, men den bakre enheten 24 är något mer komplicerad, eftersom den måste tillåta ytterklaffen 14 att både vrida sig och förskjutas i förhållande till den divergerande klaffen 30. Såsom fram- går av fig. 5 och 6, innefattar den bakre enheten ett par separata gångleder 74, 76, som har väsentligen samma ut- seende men påtrycker förspänningskrafter, vilka är motrik- tade ehuru företrädesvis lika stora. För korthetens skull kommer endast den ena bakre gångleden, 74, att beskrivas i detalj.

En ytterklaffhållare 78, som är fäst vid ytterklaffen 14, har ett par gaffelarmar 80, som vardera har ett par hållar- armar 82, 84. Var och en av dessa har ett cirkulärt hål 86, 88 för mottagande av en flänsförsedd lagerhylsa 90, 92.

En hållare 94 för de divergerande klaffarna har ett par fästen 96, som vartdera har ett spår 98, vilket sträcker sig i munstyckets 16 längdaxelriktning. Spâret 98 tjänstgör såsom en linjär styrning, vilken medger både vridning och linjär translation mellan klaffarna 14 och 30. I varje spår 98 är glidbart anordnat ett slidblock 100. En gângledstapp i form av en flänsförsedd bult 56 genomgår varje lagerhylsa 90, 92, varje hållararm 82, 84, fästet 96 och sliden 100.

Ett par utbytbara foder 99 befinner sig mellan fästet 96 och sliden 100 för att tjänstgöra såsom slidskydd för fästet 96, vilka förbrukas.

En skruvfjäder 64 är komprimerad i förutbestämd grad mellan skallen hos varje flänsförsedd bult 56 och varje lagerhylsa 467 369 92, så att en förutbestämd förspänningskraft anbringas mot utsidan 102 hos varje slid 100. Denna kraft överförs via sliden 100 och fodren 99 till varje fäste 96, dvs inner- sidan 103 hos varje slid överför fjäderns 64 förspännings- kraft via glidkontakt mot fodren 99. Liksom fallet var vid den främre gångledsenheten 22, kan fjäderns 64 förspännings- kraft inställas medelst genom omvridning av en mutter 66 längs varje bult 56. En eller flera brickor 68 kan användas i denna bakre enhet på samma sätt som i den främre.

Hållararmarna 82, 84 är så belägna och dimensionerade i för- hållande till varje fäste 96, lager 90 och slid 100 att det uppstår ett spel 104 mellan lagret 90, fästet 96 och sliden 100. Detta spel säkerställer att alla nämnvärda vibrations- dämpande krafter kommer att uppstå mellan slidblockets 100 insida 103 och fästets 96 sidoyta 106 via fodren 99. Spelet tar vidare på ovannämnt sätt hand om måttoleranser i enheten.

Då sliden glider längs spåret 98 när munstycket 16 påverkas, kan en axialrörelse ske mellan klaffarna 14 och 30. En sta- tisk friktionskraft mellan lagret 92 och slidblocket 100 fasthåller effektivt lagret 92 vid slidblocket, medan rörelse kan ske mellan sliden 100 och fästet 96. Denna statiska frik- tion förhindrar rörelse mellan lagret 92 och blocket 100, då munstycket 16 exciteras av den separerade strömningen mellan mOtOIeIna .

Blocket 100 fullgör två uppgifter, i det att detsamma skyddar bulten 56 och spåret 98 från varandra vid nötning genom stö- tar och friktion, varjämte det tillhandahåller en yta 102, mot vilken en förspänningskraft kan anbringas. Då utlopps- munstycket påverkas, förskjuts blocket 100 längs spåret 98, så att axialrörelse kan ske mellan klaffarna 14 och 30. Bul- ten 56, som genomgår ett hål i blocket 100, medger varje er- forderlig vridning i de bakre gånglederna 24. I Om blocket 100 inte fanns eller var så beläget att bulten '4e7 569 56 berörde spåret 98 direkt, skulle gångledens effektiva livslängd bli mycket mindre, eftersom slidblocket med en rektangulär och plan kontaktyta är mycket mer nötnings- beständigt än den cylindriska ytan hos bulten 56, som bara skulle göra linjekontakt med spåret 98. Förutom att till- handahålla lämpliga slitageytor ger blocket 100 en yta 102, som överför den fjäderkraft vilken behövs för dämp- ning i gångleden. För att gångleden skall få stor livslängd måste denna förspänning vara korrekt.

För säkerställande av att skruvfjädrarna 64 utövar korrekt förspänningskraft i både de främre och de bakre gångleds- enheterna 22 och 24 används en fjäderhusenhet 108 (fig. 7 och 8) för reglering av skruvfjädrarnas 64 slaglängd. Denna behöver inte inställas av en montör med hjälp av en särskild mätanordning utan fjäderhusenheten 108 kan användas för auto- matisk inställning. Detta underlättar avsevärt montering av ytterklaffen vid utloppsmunstycket och, eftersom arbets- utrymmet mellan klaffarna 14 och 30 är begränsat, förkortas arbetstiden för nyinstallation och utbyte.

Fjäderhusenheten 108 innefattar en tryckfjäder 64, vars planslipade ändar 110 genom svetsning, hårdlödning eller liknande är fixerade vid hållarringar 112, vilka mellan sig kvarhâller en rörformad fjäderbegränsare 114. Varje hållar- ring har företrädesvis ett flertal urtagningar 116, som är jämnt fördelade runt dess omkrets, varigenom fjädern 64 blir âtkomlig för fastsvetsning vid ringarnas 112 insidor.

Fjäderbegränsaren 114 är kortare än skruvfjäderns 64 fria längdmått och lika med fjäderlängden i komprimerat tillstånd.

Begränsningshylsans innerdiameter är så stor att skruvfjädern fritt kan röra sig radiellt inuti densamma.

Fig. 8 och 9 utvisar att då muttern 66 omvrids för komprime- ring av skruvfjädrarna 64, så kommer begränsningshylsan 114 till slut i kontakt med ringarna 112, varefter fortsatt sam- mantryckning av fjädrarna förhindras. Då detta inträffar, har LV 467 369 fjädrarnas arbetslängd inställts. Fjäderhusenheten utgör en odelbar komponent, varigenom antalet detaljer i gång- leden minskas.

Claims (5)

/0 e t v

1. Gångledsanordning, ingående i sådana jetmotorer för ett flygplan vilka har ett utloppsmunstycke (16) med variabel utloppsarea; förbindande en klaff (14) med en annan del av motorn eller av munstycket och innefattande en hållare (42) med åtminstone två armar (44, 46) och ett mellanliggande klaffäste (60), vilket liksom armarna har ett med hål hos dessa centrerat hål för en genomgående gångledstapp (56), vilken ledbart uppbär klaffästet mellan armarna, k ä n - n e t e c k n a d a v att åtminstone ett glidbart lager (52) genomgår åtminstone en av armarna (44, 46) och självt genomgås av tappen (56) samt av att mellan denna och lagret finns förspänningsorgan (64), som bringar det glidbara lagret (52) att utöva en kraft mot klaffästet (60), vari- genom vibrationsdämpning uppnås mellan klaffen och motorn, vilka vardera är förbunden med endera av armarna eller klaffästet.

2. Gångledsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d a v att det glidbara lagret (52) har åtminstone en plan yttre lageryta (53) mittför en plan inneryta hos en hållararm (44), varigenom lagret hindras från att vrida sig och härigenom ökad vibrationsdämpning uppnås.

3. Gångledsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d a v att hålet (58) i fästet (60) är ett spår, i vilket ett slidblock är monterat, varvid tappen (56) är ingängad i ett hål i detta, så att klaffästet kan utföra vridnings- och linjära rörelser.

4. Gångledsanordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k - n a d a v att det glidbara lagret (92) anligger mot slidblocket (100) i och för utövande av en kraft mot klaff- fästet (96), varigenom blocket fixeras gentemot vridning (S /r u 467 369 och ökad vibrationsdämpning uppnås.

5. Gångledsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n Q t e c k n a d a v att förspänníngsorganet utgörs av en komprimerad skruvfjäder (64), belägen mellan två flänsar (68, 92), varjämte finns organ, vilka begränsar den mot klaffästet utövade kraften och innefattar en hylsa (114), som omger skruvfjädern (64) och bestämmer den av denna maximalt utövningsbara tryckkraften.