WO2023186731A1 - Accessory gearbox of an aircraft engine - Google Patents

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WO2023186731A1
WO2023186731A1 PCT/EP2023/057634 EP2023057634W WO2023186731A1 WO 2023186731 A1 WO2023186731 A1 WO 2023186731A1 EP 2023057634 W EP2023057634 W EP 2023057634W WO 2023186731 A1 WO2023186731 A1 WO 2023186731A1
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transmission
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PCT/EP2023/057634
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Gideon Daniel Venter
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Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg
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    • F05D2270/06—Purpose of the control system to match engine to driven device
    • F05D2270/061—Purpose of the control system to match engine to driven device in particular the electrical frequency of driven generator

Abstract

The invention relates to an accessory gearbox (124) of an aircraft engine (1), said accessory gearbox comprising a gearbox housing (23), at least one gearbox input shaft (22), and at least one gearbox output shaft (31). The gearbox input shaft (22) and the gearbox output shaft (31) are mounted so as to be rotatable in the gearbox housing (23). At least one gear (21) is mounted on the gearbox input shaft (22) for conjoint rotation therewith and meshes with at least one further gear (304) which is mounted so as to be rotatable in the gearbox housing (23). The further gear is connected directly to the gearbox output shaft (31) for conjoint rotation therewith and is mounted via a bearing device together with said gearbox output shaft so as to be rotatable in the gearbox housing (23) if an auxiliary unit, the operating range of which is characterised by a lower speed range of the gearbox output shaft (31), is to be driven via the gearbox output shaft (31). The further gear (304) is operatively connected to the gearbox output shaft via an additional gear (34) which is connected to the gearbox output shaft (31) for conjoint rotation therewith, is mounted via the bearing device (324) together with said gearbox output shaft (31) so as to be rotatable in the gearbox housing (23), and meshes with an internal toothing (36) of the further gear (304) if an auxiliary unit, the operating range of which is characterised by an upper speed range of the gearbox output shaft (31), is to be driven via the gearbox output shaft (31).

Description

Hilfsqeräteqetriebe eines Fluqtriebwerkes Auxiliary gearboxes of an aircraft engine
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Hilfsgerätegetriebe eines Flugtriebwerkes. The present disclosure relates to an auxiliary gearbox of an aircraft engine.
Hilfsgerätegetriebe für Flugtriebwerke bzw. Gasturbinentriebwerke bilden jeweils eine Antriebs- und Befestigungsschnittstelle für verschiedene Triebwerks- und Flugzeughilfsgeräte. Typische Hilfsgeräte bzw. Zubehöreinrichtungen eines Flugzeugs und auch eines Flugtriebwerkes sind u.a. Hydraulikpumpen und Generatoren. Auxiliary gearboxes for aircraft engines or gas turbine engines each form a drive and fastening interface for various engine and aircraft auxiliary devices. Typical auxiliary devices or accessories of an aircraft and an aircraft engine include hydraulic pumps and generators.
Bekannterweise haben Änderungen der Antriebsdrehzahl eines Generators einen nicht vernachlässigbaren Einfluss auf die Stromerzeugung des Generators. Zur Kompensation dieser Effekte wird über eine im Luftfahrzeug angeordnete Leistungselektronik die Frequenz des elektrischen Stroms angepasst, um das Flugzeugsystem im erforderlichen Umfang mit Strom versorgen zu können. Solche Generatoren werden als Variable-Frequency-Generatoren (VF-Generator) bezeichnet. It is known that changes in the drive speed of a generator have a non-negligible influence on the generator's power generation. To compensate for these effects, the frequency of the electrical current is adjusted via power electronics arranged in the aircraft in order to be able to supply the aircraft system with the required amount of power. Such generators are called variable frequency generators (VF generators).
Um die aus Änderungen der Antriebsdrehzahl eines VF-Generators resultierenden Effekte auf die Stromerzeugung des VF-Generators ausgleichen zu können, wird eine entsprechend leistungsfähige Leistungselektronik benötigt. Eine derartige Leistungselektronik gleicht die elektrische Stromfrequenz mit der für das Flugzeugsystem erforderlichen Frequenz ab. Die VF-Generatoren werden üblicherweise direkt vom Hilfsgerätegetriebe angetrieben, sodass die Generatordrehzahl in einem festen Verhältnis zur Antriebsdrehzahl bzw. Eingangsdrehzahl des Hilfsgerätegetriebes variiert. In order to be able to compensate for the effects on the power generation of the VF generator resulting from changes in the drive speed of a VF generator, correspondingly powerful power electronics are required. Such power electronics match the electrical power frequency with the frequency required for the aircraft system. The VF generators are usually driven directly by the auxiliary gearbox, so that the generator speed varies in a fixed ratio to the drive speed or input speed of the auxiliary gearbox.
Darüber hinaus werden auch sogenannte Integrated-Drive-Generatoren (ID- Generator) verwendet, die mit einer integrierten mechanischen Einheit ausgeführt sind. Über die mechanische Einheit sind die jeweils variierende Antriebsdrehzahlen bzw. Ausgangsdrehzahlen des Hilfsgerätegetriebes auf ein konstantes Drehzahlniveau transformierbar. Dadurch besteht die Möglichkeit, im Betrieb eines Gasturbinentriebwerkes unabhängig von der jeweils am ID-Generator anliegenden Antriebsdrehzahl eine konstante Drehzahl des ID-Generators darzustellen. Da die Generatordrehzahl über die mechanische Einheit steuerbar ist, ist die Leistungselektronik, über die der vom ID-Generator erzeugte elektrische Strom einem Bordnetz eines Flugzeuges zur Verfügung gestellt wird, einfacher als bei VF-Generatoren ausführbar. In addition, so-called integrated drive generators (ID generators), which are designed with an integrated mechanical unit, are also used. The drive speeds vary via the mechanical unit or output speeds of the auxiliary device transmission can be transformed to a constant speed level. This makes it possible to display a constant speed of the ID generator during operation of a gas turbine engine, regardless of the drive speed applied to the ID generator. Since the generator speed can be controlled via the mechanical unit, the power electronics, via which the electrical current generated by the ID generator is made available to an aircraft's on-board electrical system, is simpler to implement than with VF generators.
Die für den Antrieb von ID-Generatoren seitens eines Hilfsgerätegetriebes zur Verfügung gestellte Antriebsdrehzahl ist normalerweise wesentlich niedriger als jene Antriebsdrehzahlen, die für den Betrieb von VF-Generatoren vorzusehen sind. Dabei können die Antriebsdrehzahlen für VF-Generatoren mehr als das Zweifache größer sein als die Antriebsdrehzahlen von ID-Generatoren. The drive speed provided by an auxiliary gearbox for driving ID generators is normally significantly lower than the drive speeds that are to be provided for the operation of VF generators. The drive speeds for VF generators can be more than twice as high as the drive speeds of ID generators.
Eine weitere Einflussgröße stellt die Drehrichtung des Antriebs für Hilfsaggregate dar. Die Drehrichtung wirkt sich u.a. auch auf die Anordnung des Getriebezuges und die Positionierung des Hilfsaggregates am Hilfsgerätegetriebe aus. Another influencing factor is the direction of rotation of the drive for auxiliary devices. The direction of rotation also affects, among other things, the arrangement of the gear train and the positioning of the auxiliary device on the auxiliary device gearbox.
Flugzeughersteller spezifizieren üblicherweise Hilfsaggregate bzw. Hilfsgeräte für das Flugzeug selbst, während Hersteller von Flugtriebwerken dafür verantwortlich sind, dass die Schnittstellen der Hilfsgerätegetriebe den Kundenanforderungen entsprechen. Aircraft manufacturers typically specify auxiliary equipment for the aircraft itself, while aircraft engine manufacturers are responsible for ensuring that auxiliary gearbox interfaces meet customer requirements.
Um die Herstellkosten von Triebwerken möglichst gering halten zu können, wird versucht, Flugtriebwerke einer Leistungsklasse möglichst vielen Flugzeugherstellern in jeweils angepasstem Umfang anbieten zu können. In order to keep the manufacturing costs of engines as low as possible, attempts are being made to be able to offer aircraft engines of a performance class to as many aircraft manufacturers as possible, each in an adapted scope.
Üblicherweise wird ein Hilfsgerätegetriebe zunächst in Abhängigkeit der Anforderungen eines sogenannten Erstkunden ausgelegt, ohne dass dabei bereits Anforderungen weiterer Kunden bekannt sind. Spätere Anforderungen weiterer Kunden können jedoch nur durch kostentreibende und einen bestehenden Bauraumbedarf erhöhende konstruktive Anpassungen eines bereits bestehenden Hilfsgerätegetriebesystems erfüllt werden. Typically, an auxiliary device transmission is initially designed depending on the requirements of a so-called initial customer, without the requirements of other customers being known. Later requirements for more However, customers can only be satisfied through cost-increasing design adjustments to an existing auxiliary gear transmission system that increase existing installation space requirements.
Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hilfsgerätegetriebe eines Flugtriebwerkes zur Verfügung zu stellen, das auf kostengünstige Art und Weise an verschiedene Kundenanforderungen anpassbar ist. The present disclosure is based on the object of providing an auxiliary gearbox of an aircraft engine that can be adapted to various customer requirements in a cost-effective manner.
Diese Aufgabe wird mit einem Hilfsgerätegetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. This task is achieved with an auxiliary gear transmission with the features of claim 1.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Hilfsgerätegetriebe eines Flugtriebwerkes mit einem Getriebegehäuse, mit wenigstens einer Getriebeeingangswelle und mit wenigstens einer Getriebeausgangswelle bereitgestellt. Die Getriebeeingangswelle ist über eine erste Lagereinrichtung und die Getriebeausgangswelle ist über eine zweite Lagereinrichtung im Getriebegehäuse drehbar gelagert. According to a first aspect of the present disclosure, an auxiliary gearbox of an aircraft engine is provided with a gearbox housing, with at least one gearbox input shaft and with at least one gearbox output shaft. The transmission input shaft is rotatably mounted in the transmission housing via a first bearing device and the transmission output shaft is rotatably mounted via a second bearing device.
Auf der Getriebeeingangswelle ist wenigstens ein Zahnrad drehfest angeordnet, das mit wenigstens einem weiteren Zahnrad kämmt, das im Getriebegehäuse drehbar gelagert ist. Das weitere Zahnrad ist direkt mit der Getriebeausgangswelle drehfest verbunden und gemeinsam mit dieser über die zweite Lagereinrichtung drehbar im Getriebegehäuse gelagert, wenn über die Getriebeausgangswelle ein Hilfsaggregat anzutreiben ist, dessen Betriebsbereich durch einen unteren Drehzahlbereich der Getriebeausgangswelle gekennzeichnet ist. At least one gear wheel is arranged in a rotationally fixed manner on the transmission input shaft and meshes with at least one further gear wheel which is rotatably mounted in the transmission housing. The further gear is connected directly to the transmission output shaft in a rotationally fixed manner and is rotatably mounted together with it in the transmission housing via the second bearing device when an auxiliary unit is to be driven via the transmission output shaft, the operating range of which is characterized by a lower speed range of the transmission output shaft.
Das weitere Zahnrad steht über wenigstens ein zusätzliches Zahnrad mit der Getriebeausgangswelle in Wirkverbindung und das zusätzliche Zahnrad ist mit der Getriebeausgangswelle drehfest verbunden, gemeinsam mit der Getriebeausgangswelle drehbar im Getriebegehäuse über die zweite Lagereinrichtung gelagert und kämmt mit einer Innenverzahnung des weiteren Zahnrades, wenn über die Getriebeausgangswelle ein Hilfsaggregat anzutreiben ist, dessen Betriebsbereich durch einen oberen Drehzahlbereich der Getriebeausgangswelle gekennzeichnet ist. The further gear is in operative connection with the transmission output shaft via at least one additional gear and the additional gear is connected to the transmission output shaft in a rotationally fixed manner, is rotatably mounted together with the transmission output shaft in the transmission housing via the second bearing device and meshes with an internal toothing of the further gear when over the Transmission output shaft is to drive an auxiliary unit, the operating range of which is characterized by an upper speed range of the transmission output shaft.
Das Hilfsgerätegetriebe gemäß der vorliegenden Offenbarung ist auf einfache Art und Weise durch den Austausch des weiteren Zahnrades und durch den Austausch der Getriebeausgangswelle, die einmal direkt mit dem weiteren Zahnrad verbunden ist und ein anderes Mal über das zusätzliche Zahnrad mit dem weiteren Zahnrad in Wirkverbindung steht, an unterschiedliche Anforderungen betreffend die Drehzahl der Getriebeausgangswelle anpassbar. The auxiliary gear transmission according to the present disclosure is simple by replacing the additional gear and by replacing the transmission output shaft, which is once directly connected to the additional gear and at another time is operatively connected to the additional gear via the additional gear. Adaptable to different requirements regarding the speed of the transmission output shaft.
Der im Wesentlichen lediglich im Inneren des Hilfsgerätegetriebes stattfindende Austausch bzw. die konstruktive Anpassung an unterschiedliche Ausgangsdrehzahlen der Getriebeausgangswelle hat nur minimale Auswirkungen auf bestehende Flugzeuginstallationen und den Bauraumbedarf des Hilfsgerätegetriebes. The replacement or structural adaptation to different output speeds of the transmission output shaft, which essentially only takes place inside the auxiliary gearbox, has only minimal effects on existing aircraft installations and the space required for the auxiliary gearbox.
Sind bereits vor einer behördlichen Zertifizierung bzw. Zulassung des Hilfsgerätegetriebes und des Flugtriebwerkes die Anforderungen an das Hilfsgerätegetriebe für den unteren Drehzahlbereich und für den oberen Drehzahlbereich bekannt, kann die Zulassung eines Flugtriebwerkes, das mit der einen Variante des Hilfsgerätegetriebes oder mit der anderen Variante des Hilfsgerätegetriebes ausgeführt ist, gleichzeitig erfolgen. If the requirements for the auxiliary gearbox for the lower speed range and for the upper speed range are already known before official certification or approval of the auxiliary gearbox and the aircraft engine, the approval of an aircraft engine that is equipped with one variant of the auxiliary gearbox or with the other variant of the auxiliary gearbox can be granted is carried out, take place simultaneously.
Des Weiteren wird bei beiden Ausführungen des Hilfsgerätegetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung die Drehrichtung der Getriebeausgangswelle beibehalten. Furthermore, in both embodiments of the auxiliary gear transmission according to the present disclosure, the direction of rotation of the transmission output shaft is maintained.
Zusätzlich sind verschiedene Übersetzungen zwischen dem weiteren Zahnrad und der Getriebeausgangswelle mit der gleichen Innenverzahnung des weiteren Zahnrades darstellbar, wobei hierfür jeweils lediglich das zusätzliche Zahnrad angepasst werden muss. Die beiden Ausführungsvarianten des Hilfsgerätegetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung sind auf kostengünstige Art und Weise mit vielen Gleichteilen ausgeführt. Dies bietet die Möglichkeit, das Hilfsgerätegetriebe jeweils innerhalb desselben Bauraums in einem Flugtriebwerk anzuordnen. Des Weiteren bietet dies auch die Möglichkeit, Hilfsgeräte und letztendlich Flugtriebwerke kostengünstig herzustellen. Darüber hinaus sind auch Auswirkungen auf die Installation in der Peripherie des Hilfsgerätegetriebes, wie beispielsweise von Rohren und Kabeln im Inneren eines Flugtriebwerkes, möglichst gering oder vollständig vermeidbar. In addition, different ratios between the additional gear and the transmission output shaft can be represented with the same internal toothing of the additional gear, with only the additional gear having to be adjusted for this purpose. The two embodiment variants of the auxiliary device transmission according to the present disclosure are designed in a cost-effective manner with many identical parts. This offers the possibility of arranging the auxiliary gearbox within the same installation space in an aircraft engine. Furthermore, this also offers the possibility of producing auxiliary devices and ultimately aircraft engines cost-effectively. In addition, effects on the installation in the periphery of the auxiliary device transmission, such as pipes and cables inside an aircraft engine, can be minimized or completely avoided.
Die Anpassung des Hilfsgerätegetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung, über das beispielsweise ein ID-Generator antreibbar ist, ist mit geringem Aufwand für den Antrieb eines VF-Generators durchführbar und erfordert lediglich geringe konstruktive Änderungen am Hilfsgerätegetriebe, um jeweils die richtige Drehzahl und Drehrichtung im Bereich der Getriebeausgangswelle zur Verfügung stellen zu können. The adaptation of the auxiliary device transmission according to the present disclosure, via which, for example, an ID generator can be driven, can be carried out with little effort for driving a VF generator and only requires minor design changes to the auxiliary device transmission in order to ensure the correct speed and direction of rotation in the area of To be able to provide a transmission output shaft.
Dabei sind das Gehäuse, der Getriebezug des Hilfsgerätegetriebes und auch die Schnittstelle für die Befestigung des jeweils anzutreibenden Hilfsgerätes anzupassen, wobei jedoch die Außenhülle bzw. das bestehende Gehäuse des Hilfsgerätegetriebes im Wesentlichen unverändert bleibt. The housing, the gear train of the auxiliary device transmission and also the interface for attaching the auxiliary device to be driven must be adapted, although the outer shell or the existing housing of the auxiliary device transmission remains essentially unchanged.
Das weitere Zahnrad kann über eine dritte Lagereinrichtung drehbar im Getriebegehäuse gelagert sein, wenn das weitere Zahnrad über das zusätzliche Zahnrad mit der Getriebeausgangswelle in Wirkverbindung steht. The additional gear can be rotatably mounted in the transmission housing via a third bearing device if the additional gear is in operative connection with the transmission output shaft via the additional gear.
Bei einer durch eine gewünscht hohe Steifigkeit gekennzeichneten Ausführungsform des Hilfsgerätegetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die Innenverzahnung des weiteren Zahnrades in axialer Richtung des weiteren Zahnrades zwischen Wälzlagern der dritten Lagereinrichtung angeordnet. Dabei besteht die Möglichkeit bei einer Ausführungsform des Hilfsgerätegetriebes, die durch eine hohe Bauteilsteifigkeit gekennzeichnet ist, dass Durchmesser gehäuseseitiger Außenlagersitze von Wälzlagern der dritten Lagereinrichtung größer sind als der Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung des weiteren Zahnrades. In an embodiment of the auxiliary device transmission according to the present disclosure, which is characterized by a desired high rigidity, the internal toothing of the further gear is arranged in the axial direction of the further gear between rolling bearings of the third bearing device. There is the possibility of an embodiment of the auxiliary device transmission, which is provided by a high component rigidity is characterized in that the diameter of the housing-side external bearing seats of rolling bearings of the third bearing device is larger than the root diameter of the internal teeth of the further gear.
Die Innenverzahnung des weiteren Zahnrades ist bei einer weiteren Ausführungsform in axialer Richtung des weiteren Zahnrades zwischen Wälzlagern der dritten Lagereinrichtung angeordnet. Dabei kann der Durchmesser eines gehäuseseitigen Außenlagersitzes eines der Wälzlager der dritten Lagereinrichtung größer sein als der Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung des weiteren Zahnrades. Zudem besteht die Möglichkeit, dass der Durchmesser eines gehäuseseitigen Außenlagersitzes eines weiteren Wälzlagers der dritten Lagereinrichtung kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung des weiteren Zahnrades, womit das Hilfsgerätegetriebe in diesem Bereich in radialer Richtung bauraumgünstiger ausführbar ist. Zusätzlich kann der Außenlagersitz des Wälzlagers der zweiten Lagereinrichtung, die zur Lagerung des weiteren Zahnrades und der Getriebeausgangswelle vorgesehen ist, als Außenlagersitz des weiteren Wälzlagers der dritten Lagereinrichtung genutzt werden. In a further embodiment, the internal toothing of the further gear is arranged in the axial direction of the further gear between roller bearings of the third bearing device. The diameter of a housing-side external bearing seat of one of the roller bearings of the third bearing device can be larger than the root diameter of the internal teeth of the further gear. There is also the possibility that the diameter of a housing-side external bearing seat of a further rolling bearing of the third bearing device is smaller than the root circle diameter of the internal toothing of the further gear, which means that the auxiliary gear transmission can be designed to be more space-efficient in the radial direction in this area. In addition, the outer bearing seat of the rolling bearing of the second bearing device, which is provided for supporting the further gear and the transmission output shaft, can be used as the outer bearing seat of the further rolling bearing of the third bearing device.
Außenlagersitze von Wälzlagern der zweiten Lagereinrichtung sind im Getriebegehäuse vorgesehen und das weitere Zahnrad sowie das zusätzliche Zahnrad sind in axialer Richtung jeweils zwischen den Wälzlagern der zweiten Lagereinrichtung angeordnet. Dann sind Verzahnungskräfte zwischen den Zahneingriffen des weiteren Zahnrades und des zusätzlichen Zahnrades in gewünschtem Umfang im Gehäuse abstützbar. Outer bearing seats of rolling bearings of the second bearing device are provided in the gearbox housing and the further gear and the additional gear are each arranged in the axial direction between the rolling bearings of the second bearing device. Then gearing forces between the meshings of the further gear and the additional gear can be supported in the housing to the desired extent.
Außenlagersitze für die Wälzlager der zweiten Lagereinrichtung, welche zur Lagerung des weiteren Zahnrades und der Getriebeausgangswelle vorgesehen sind, und Außenlagersitze für die Wälzlager der zweiten Lagereinrichtung im Getriebegehäuse, die zur Lagerung des zusätzlichen Zahnrades und der Getriebeausgangswelle vorgesehen ist, sind in seitlichen Bereichen des Getriebegehäuses zueinander versetzt vorgesehen. Dabei liegen die seitlichen Bereiche des Getriebegehäuses, in denen die Außenlagersitze jeweils vorgesehen sind, jeweils innerhalb einer axialen Projektion des Kopfkreisdurchmessers der Innenverzahnung des weiteren Zahnrades. External bearing seats for the roller bearings of the second bearing device, which are provided for supporting the additional gear and the transmission output shaft, and external bearing seats for the roller bearings of the second bearing device in the transmission housing, which is provided for supporting the additional gear and the transmission output shaft, are in relation to one another in lateral areas of the transmission housing provided offset. The lateral areas of the Gear housing, in which the external bearing seats are each provided, each within an axial projection of the tip circle diameter of the internal teeth of the further gear.
Mit anderen Worten liegen die seitlichen Bereiche des Getriebegehäuses jeweils in axialer Richtung neben dem weiteren Zahnrad und erstrecken sich in radialer Richtung des weiteren Zahnrades. Dann ist das Hilfsgerätegetriebe gemäß der vorliegenden Offenbarung zumindest für zwei Anwendungsfälle mit demselben Getriebegehäusebereich ausführbar. In other words, the lateral regions of the gear housing each lie in the axial direction next to the further gear and extend in the radial direction of the further gear. The auxiliary device transmission according to the present disclosure can then be implemented with the same transmission housing area for at least two applications.
Die Anordnung der Getriebeausgangswelle und des zusätzlichen Zahnrades, die eine gemeinsame Drehachse aufweisen, kann in Bezug auf die Innenverzahnung des weiteren Zahnrades und in Bezug auf die Drehachse des weiteren Zahnrades innerhalb der Innenverzahnung in beliebiger Art und Weise erfolgen. Dadurch kann ein Hilfsaggregat, das jeweils mit der Getriebeausgangswelle zu koppeln ist, im Bauraum, der innerhalb eines Flugtriebwerkes zur Verfügung steht, bestmöglich positioniert werden. The arrangement of the transmission output shaft and the additional gear, which have a common axis of rotation, can be done in any way in relation to the internal toothing of the further gear and in relation to the axis of rotation of the further gear within the internal toothing. This allows an auxiliary unit, which is to be coupled to the transmission output shaft, to be positioned in the best possible way in the installation space available within an aircraft engine.
Dabei können die zueinander versetzt im Getriebegehäuse angeordneten Außenlagersitze für ein erstes Wälzlager der zweiten Lagereinrichtung jeweils Aussparungen aufweisen. Die Aussparungen können sich jeweils in Umfangsrichtung der Außenlagersitze erstrecken. Dabei werden die Aussparungen des einen Außenlagersitzes jeweils vom ersten Wälzlager und der Getriebeausgangswelle durchgriffen, wenn das erste Wälzlager der zweiten Lagereinrichtung in dem jeweils anderen Außenlagersitz montiert ist. The external bearing seats arranged offset from one another in the transmission housing can each have recesses for a first rolling bearing of the second bearing device. The recesses can each extend in the circumferential direction of the outer bearing seats. The recesses in one external bearing seat are penetrated by the first roller bearing and the transmission output shaft when the first roller bearing of the second bearing device is mounted in the other external bearing seat.
Diese Ausführungsform des Hilfsgerätegetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung bietet auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, ein gemeinsames Gehäuse für zwei verschiedene Geschwindigkeitsanwendungen auf kostengünstige Art und Weise und ohne zusätzliche Fertigungsschritte zur Verfügung zu stellen. Die zueinander versetzt im Getriebegehäuse angeordneten Außenlagersitze für ein zweites Wälzlager der zweiten Lagereinrichtung können jeweils in verschiedenen Gehäusedeckeln des Getriebegehäuses vorgesehen sein. Die Gehäusedeckel können zusätzlich mit Schnittstellen für die Hilfsgeräte bzw. für die Hilfsaggregate ausgeführt sein, die jeweils mit Drehzahlen der Getriebeausgangswelle innerhalb des unteren Drehzahlbereiches oder innerhalb des oberen Drehzahlbereiches anzutreiben sind. This embodiment of the auxiliary gear transmission according to the present disclosure simply offers the possibility of providing a common housing for two different speed applications in a cost-effective manner and without additional manufacturing steps. The external bearing seats for a second roller bearing of the second bearing device, which are arranged offset from one another in the gearbox housing, can each be provided in different housing covers of the gearbox housing. The housing covers can also be designed with interfaces for the auxiliary devices or for the auxiliary units, which are each to be driven at speeds of the transmission output shaft within the lower speed range or within the upper speed range.
Bei einer weiteren konstruktiv einfachen und kostengünstig herstellbaren Ausführungsform des Hilfsgerätegetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Außenlagersitz eines ersten Wälzlagers der dritten Lagereinrichtung in dem Gehäusedeckel ausgeführt, in dem der Außenlagersitz des zweiten Wälzlagers der zweiten Lagereinrichtung vorgesehen ist. In a further structurally simple and cost-effective embodiment of the auxiliary device transmission according to the present disclosure, an outer bearing seat of a first rolling bearing of the third bearing device is designed in the housing cover, in which the outer bearing seat of the second rolling bearing of the second bearing device is provided.
Alternativ hierzu kann es auch vorgesehen sein, dass die Außenlagersitze der Wälzlager der zweiten Lagereinrichtung in dem Deckelelement ausgeführt sind, in dem der Außenlagersitz des Wälzlagers der dritten Lagereinrichtung vorgesehen ist. Alternatively, it can also be provided that the outer bearing seats of the rolling bearings of the second bearing device are designed in the cover element in which the outer bearing seat of the rolling bearing of the third bearing device is provided.
Bei einer weiteren konstruktiv einfach ausgeführten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hilfsgerätegetriebes sind das zweite Wälzlager der dritten Lagereinrichtung und das zweite Wälzlager der zweiten Lagereinrichtung, über die das weitere Zahnrad und die Getriebeausgangswelle gelagert werden, jeweils im selben Außenlagersitz angeordnet bzw. montiert. In a further structurally simple embodiment of the auxiliary device transmission according to the invention, the second rolling bearing of the third bearing device and the second rolling bearing of the second bearing device, via which the further gear and the transmission output shaft are mounted, are each arranged or mounted in the same external bearing seat.
Dabei ist das zweite Wälzlager der zweiten Lagereinrichtung drehbar im Außenlagersitz gelagert, wenn über die Getriebeausgangswelle ein Hilfsaggregat anzutreiben ist, dessen Betriebsbereich durch einen unteren Drehzahlbereich der Getriebeausgangswelle gekennzeichnet ist. Dagegen ist das zweite Wälzlager der dritten Lagereinrichtung im Außenlagersitz montiert, wenn über die Getriebeausgangswelle ein Hilfsaggregat anzutreiben ist, dessen Betriebsbereich durch einen oberen Drehzahlbereich der Getriebeausgangswelle gekennzeichnet ist. Diese Doppelnutzung des Außenlagersitzes bietet die Möglichkeit, das Gehäuse konstruktiv einfach auszuführen. The second roller bearing of the second bearing device is rotatably mounted in the external bearing seat when an auxiliary unit is to be driven via the transmission output shaft, the operating range of which is characterized by a lower speed range of the transmission output shaft. In contrast, the second rolling bearing of the third bearing device is mounted in the external bearing seat when an auxiliary unit is to be driven via the transmission output shaft, the operating range of which is provided by an upper one Speed range of the transmission output shaft is marked. This dual use of the external bearing seat offers the possibility of making the housing structurally simple.
Eine Zähnezahl der Innenverzahnung des weiteren Zahnrades und eine Zähnezahl des zusätzlichen Zahnrades können jeweils so aufeinander abgestimmt werden, dass eine Drehzahl der Getriebeausgangswelle um das 1 ,05- bis das 5-fache größer ist als die Drehzahl des weiteren Zahnrades. A number of teeth of the internal toothing of the additional gear and a number of teeth of the additional gear can each be coordinated with one another in such a way that a speed of the transmission output shaft is 1.05 to 5 times greater than the speed of the additional gear.
Bei einer weiteren konstruktiv einfachen Ausführungsform des Hilfsgerätegetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung sind das Zahnrad und das weitere Zahnrad jeweils als Stirnräder ausgeführt. In a further structurally simple embodiment of the auxiliary device transmission according to the present disclosure, the gear and the further gear are each designed as spur gears.
Das zusätzliche Zahnrad kann als Stirnrad ausgeführt sein und mit seiner stirnseitig ausgebildeten Verzahnung mit der Innenverzahnung des weiteren Zahnrades kämmen. Zusätzlich kann das weitere Zahnrad an seinem äußeren Umfang eine Verzahnung aufweisen, in deren Bereich das weitere Zahnrad mit dem als Stirnrad ausgeführten Zahnrad in Zahneingriff steht. The additional gear can be designed as a spur gear and can mesh with the internal teeth of the additional gear with its teeth on the front side. In addition, the further gear can have teeth on its outer circumference, in the area of which the further gear is in mesh with the gear designed as a spur gear.
Durchmesser von Innenlagersitzen der Wälzlager der dritten Lagereinrichtung können größer als der Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung des weiteren Zahnrades und kleiner als der Fußkreisdurchmesser des Zahnprofils des weiteren Zahnrades sein, mit dem das weitere Zahnrad mit dem Zahnprofil des Zahnrades in Eingriff steht. Dann ist der Getriebezug, der das Zahnrad, das weitere Zahnrad und das zusätzliche Zahnrad umfasst, mit einer für den Betrieb erforderlichen Steifigkeit ausführbar und zusätzlich ist eine Montage des Hilfsgerätegetriebes mit geringem Aufwand realisierbar bzw. durchführbar. Diameters of inner bearing seats of the rolling bearings of the third bearing device can be larger than the root diameter of the internal toothing of the further gear and smaller than the root diameter of the tooth profile of the further gear, with which the further gear engages with the tooth profile of the gear. Then the gear train, which includes the gear, the further gear and the additional gear, can be designed with the rigidity required for operation and, in addition, assembly of the auxiliary device gear can be realized or carried out with little effort.
Darüber hinaus kann ein Durchmesser eines Innenlagersitzes des Wälzlagers der dritten Lagereinrichtung, das im Deckelement gelagert ist, größer als der Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung des weiteren Zahnrades und kleiner als der Fußkreisdurchmesser des Zahnprofils des weiteren Zahnrades sein, mit dem das weitere Zahnrad mit dem Zahnprofil des Zahnrades in Eingriff steht. Zusätzlich kann ein Durchmesser eines Innenlagersitzes des anderen Wälzlagers der dritten Lagereinrichtung kleiner sein als der Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung des weiteren Zahnrades. In addition, a diameter of an inner bearing seat of the rolling bearing of the third bearing device, which is mounted in the cover element, can be larger than the root diameter of the internal toothing of the further gear and smaller than be the root circle diameter of the tooth profile of the further gear, with which the further gear engages with the tooth profile of the gear. In addition, a diameter of an inner bearing seat of the other rolling bearing of the third bearing device can be smaller than the root diameter of the internal toothing of the further gear.
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, das Hilfsgerätegetriebe gemäß der vorliegenden Offenbarung in Form eines Basisgetriebes zunächst für den Antrieb eines Hilfsaggregates über die Getriebeausgangswelle auszulegen, das im unteren Drehzahlbereich anzutreiben ist. Ausgehend von der Konfiguration eines solchen sogenannten Basisgetriebes werden dann das weitere Zahnrad und das dann damit in Eingriff stehende zusätzliche Zahnrad so konfiguriert, dass über die Getriebeausgangswelle ein Hilfsaggregat innerhalb des oberen Drehzahlbereiches mit möglichst geringem konstruktiven Aufwand angetrieben werden kann. In principle, it is possible to initially design the auxiliary device transmission according to the present disclosure in the form of a basic transmission for driving an auxiliary unit via the transmission output shaft, which is to be driven in the lower speed range. Based on the configuration of such a so-called basic transmission, the further gear and the additional gear that then meshes with it are then configured in such a way that an auxiliary unit can be driven via the transmission output shaft within the upper speed range with as little design effort as possible.
Dabei besteht die Möglichkeit, die Verzahnung des weiteren Zahnrades, mit der das weitere Zahnrad mit dem Zahnrad in Eingriff steht, für den Antrieb eines Hilfsaggregates im unteren Drehzahlbereich und für den Antrieb eines Hilfsaggregates im oberen Drehzahlbereich der Getriebeausgangswelle jeweils gleich auszuführen. It is possible to design the toothing of the further gear, with which the further gear engages with the gear, in the same way for driving an auxiliary unit in the lower speed range and for driving an auxiliary unit in the upper speed range of the transmission output shaft.
Die Installation bzw. die konstruktive Ausführung des Hilfsgerätegetriebes kann für den Antrieb eines Hilfsaggregates im unteren Drehzahlbereich mit übereinander angeordneten Lagereinrichtungen erfolgen, die sich im Getriebegehäuse bzw. im Gehäusedeckel befinden. The installation or design of the auxiliary gearbox can be carried out to drive an auxiliary unit in the lower speed range with bearing devices arranged one above the other, which are located in the gearbox housing or in the housing cover.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Schnittstelle zwischen dem Hilfsgerätegetriebe und dem Hilfsaggregat, das im unteren Drehzahlbereich anzutreiben ist, im Verhältnis zur Drehachse des direkt mit der Getriebeausgangswelle gekoppelten weiteren Zahnrades zu zentrieren bzw. auszurichten. Für die Anwendung bzw. für den Antrieb eines Hilfsaggregates im oberen Drehzahlbereich wird das weitere Zahnrad dahingehend modifiziert, dass die Innenverzahnung des weiteren Zahnrades radial innerhalb des Zahnkranzes des weiteren Zahnrades angeordnet ist, mit dem das weitere Zahnrad mit der Verzahnung des Zahnrades kämmt. In addition, there is the possibility of centering or aligning the interface between the auxiliary gear and the auxiliary unit, which is to be driven in the lower speed range, in relation to the axis of rotation of the additional gear that is directly coupled to the transmission output shaft. For the use or drive of an auxiliary unit in the upper speed range, the further gear is modified in such a way that the internal teeth of the further gear are arranged radially within the ring gear of the further gear, with which the further gear meshes with the teeth of the gear.
Dabei kann der radiale Zahnkranzabschnitt des weiteren Zahnrades zwischen dem Fußkreisdurchmesser der Außenverzahnung und dem Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung derart steif ausgeführt werden, dass die jeweils wirkenden Zahnradlasten den Zahnkranz nicht derart verformen, dass die Funktionsweise des Hilfsgerätegetriebes beeinträchtigt wird. The radial gear rim section of the further gear between the root diameter of the external gearing and the root diameter of the internal gearing can be made so rigid that the gear loads acting in each case do not deform the gear rim in such a way that the functioning of the auxiliary device gear is impaired.
Zusätzlich können beidseits der Verzahnungen des weiteren Zahnrades vorgesehene Lagerzapfen in Verbindung mit eingebauten Lagerinnenringen der dritten Lagereinrichtung zu einer weiteren radialen Steifigkeit des Zahnkranzes des weiteren Zahnrades beitragen. In addition, bearing pins provided on both sides of the teeth of the further gear in conjunction with installed inner bearing rings of the third bearing device can contribute to further radial rigidity of the gear ring of the further gear.
Lageraußenringe von Wälzlagern der dritten Lagereinrichtung können im Getriebegehäuse bzw. in einem Getriebedeckel montiert werden. Bearing outer rings of rolling bearings of the third bearing device can be mounted in the gearbox housing or in a gearbox cover.
Um die Eingriffsbedingungen des Zahnrades für beide Ausführungsvarianten des Hilfsgerätegetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung, d. h. für den Antrieb im unteren Drehzahlbereich und für den Antrieb im oberen Drehzahlbereich, zu erhalten, wird die Bezugsachse für die dritte Lagereinrichtung durch das weitere Zahnrad bzw. durch deren Außenverzahnung bestimmt. In order to determine the engagement conditions of the gear for both embodiment variants of the auxiliary gear transmission according to the present disclosure, i.e. H. for the drive in the lower speed range and for the drive in the upper speed range, the reference axis for the third bearing device is determined by the further gear or by its external teeth.
Grundsätzlich ist die Drehrichtung der Getriebeausgangswelle für den Anwendungsfall des Antriebs im unteren Drehzahlbereich und für den Antrieb im oberen Drehzahlbereich gleich. Eine Mittellinie bzw. Drehachse des zusätzlichen Zahnrades ist für den Antrieb im oberen Drehzahlbereich gegenüber der Drehachse des weiteren Zahnrades versetzt. Der Versatz zwischen diesen beiden Drehachsen ist eine Funktion des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem weiteren Zahnrad und dem zusätzlichen Zahnrad. Basically, the direction of rotation of the transmission output shaft is the same for the application of the drive in the lower speed range and for the drive in the upper speed range. A center line or axis of rotation of the additional gear is offset from the axis of rotation of the additional gear for driving in the upper speed range. The offset between these two axes of rotation is a function of the gear ratio between the further gear and the additional gear.
Dabei kann die Winkelposition des Versatzes des zusätzlichen Zahnrades gegenüber dem weiteren Zahnrad so gewählt werden, dass eine bauraumoptimale Positionierung des durch die Getriebeausgangswelle anzutreibenden Hilfsaggregates möglich ist. Die Aussparungen in den Außenlagersitzen der zweiten Lagereinrichtung ermöglichen einen Wechsel zwischen dem Antrieb im unteren Drehzahlbereich und dem Antrieb im oberen Drehzahlbereich ohne weitere Bearbeitung des Getriebegehäuses. The angular position of the offset of the additional gear relative to the additional gear can be selected so that the auxiliary unit to be driven by the transmission output shaft can be positioned in an optimal installation space. The recesses in the outer bearing seats of the second bearing device enable a change between the drive in the lower speed range and the drive in the upper speed range without further processing of the gearbox housing.
Generell sind für eine Anpassung des Hilfsgerätegetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung jeweils unterschiedliche Getriebegehäusedeckel, unterschiedliche weitere Zahnräder, zumindest eine weitere dritte Lagereinrichtung und das zusätzliche Zahnrad zur Darstellung der höheren Ausgangsdrehzahl der Getriebeausgangswelle vorzusehen. In general, for an adaptation of the auxiliary gear transmission according to the present disclosure, different gear housing covers, different additional gears, at least one further third bearing device and the additional gear to represent the higher output speed of the transmission output shaft must be provided.
Vorbehaltlich des erforderlichen Übersetzungsverhältnisses zwischen dem weiteren Zahnrad und dem zusätzlichen Zahnrad können die gemeinsame Lagerung des weiteren Zahnrades und der Getriebeausgangswelle sowie die gemeinsame Lagerung des zusätzlichen Zahnrades und der Getriebeausgangswelle die jeweils durch die zweite Lagereinrichtung verwirklicht wird, gleich ausgeführt sein. Subject to the required gear ratio between the further gear and the additional gear, the common storage of the further gear and the transmission output shaft as well as the common storage of the additional gear and the transmission output shaft, which is each implemented by the second bearing device, can be carried out in the same way.
Des Weiteren ist das Hilfsgerätegetriebe für die Anpassung nicht komplett zu zerlegen. Für die Anpassung des Hilfsgerätegetriebe ist lediglich die Zubehörabdeckung vom Getriebegehäuse zu demontieren. Im Anschluss daran sind alle vom Austausch betroffenen Bauteile des Hilfsgerätegetriebes zugänglich. Des Weiteren sind auch Dichtungen und dergleichen für beide Anwendungsfälle in großem Umfang gleich ausführbar. Für den Fachmann ist verständlich, dass ein Merkmal oder ein Parameter, das bzw. der in Bezug auf einen der obigen Aspekte beschrieben wird, bei einem beliebigen anderen Aspekt angewendet werden kann, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Des Weiteren kann ein beliebiges Merkmal oder ein beliebiger Parameter, das bzw. der beschrieben wird, bei einem beliebigen Aspekt angewendet werden und/oder mit einem beliebigen anderen Merkmal oder Parameter, das bzw. der hier beschrieben wird, kombiniert werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Furthermore, the auxiliary gearbox cannot be completely dismantled for adjustment. To adapt the auxiliary device gearbox, you simply need to remove the accessory cover from the gearbox housing. All components of the auxiliary gearbox affected by the replacement are then accessible. Furthermore, seals and the like can also be designed to a large extent in the same way for both applications. It will be understood by those skilled in the art that a feature or parameter described in relation to one of the above aspects may be applied to any other aspect provided they are not mutually exclusive. Further, any feature or parameter described may be applied to any aspect and/or combined with any other feature or parameter described herein, provided they are not mutually exclusive.
Es werden nun beispielhaft Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Embodiments will now be described by way of example with reference to the figures.
Es zeigt: It shows:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Gasturbinentriebwerkes; Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a gas turbine engine;
Fig. 2 eine vereinfachte Teillängsschnittansicht eines Hilfsgerätegetriebes, das für den Antrieb eines nicht näher dargestellten Hilfsaggregates innerhalb eines unteren Drehzahlbereiches einer Getriebeausgangswelle ausgestattet ist; Fig. 2 is a simplified partial longitudinal section view of an auxiliary device transmission, which is equipped to drive an auxiliary unit, not shown, within a lower speed range of a transmission output shaft;
Fig. 3 eine vereinfachte Seitenansicht des Hilfsgerätegetriebes gemäß Fig. 2; Fig. 3 is a simplified side view of the auxiliary gear transmission according to Fig. 2;
Fig. 4 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung des Hilfsgerätegetriebes, das für den Antrieb eines Hilfsaggregates innerhalb eines oberen Drehzahlbereiches der Getriebeausgangswelle ausgestattet ist; Fig. 4 is a representation corresponding to Fig. 2 of the auxiliary device transmission, which is equipped to drive an auxiliary device within an upper speed range of the transmission output shaft;
Fig. 5 das Hilfsgerätegetriebe gemäß Fig. 4 in einer vereinfachten Seitenansicht; Fig. 6 eine Fig. 4 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Hilfsgerätegetriebes; 5 shows the auxiliary device transmission according to FIG. 4 in a simplified side view; 6 shows a representation corresponding to FIG. 4 of a further embodiment of the auxiliary device transmission;
Fig. 7 eine vereinfachte Seitenansicht des Hilfsgerätegetriebes gemäß Fig. 6; Fig. 7 is a simplified side view of the auxiliary gear transmission according to Fig. 6;
Fig. 8 eine Fig. 4 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Hilfsgerätegetriebes; und 8 shows a representation corresponding to FIG. 4 of a further embodiment of the auxiliary device transmission; and
Fig. 9 eine vereinfachte Seitenansicht des Hilfsgerätegetriebes gemäß Fig. 8. Fig. 9 is a simplified side view of the auxiliary device transmission according to Fig. 8.
Fig. 1 zeigt eine Längsschnittansicht eines Gasturbinentriebwerkes 1 , welches einen Nebenstromkanal 2 und einen Einlaufbereich 3 aufweist. Stromab schließt sich an den Einlaufbereich 3 ein Bläser 4 in an sich bekannter Art und Weise an. Wiederum stromab des Bläsers 4 teilt sich der Fluidstrom im Gasturbinentriebwerk in einen Nebenstrom B und in einen Kernstrom A auf. Der Nebenstrom B strömt durch den Nebenstromkanal 2 und der Kernstrom A strömt in einen Triebwerkskern 5. Der Triebwerkskern 5 ist in an sich bekannter Art und Weise mit einer Verdichtereinrichtung 6, einem Brenner 7, einer zum Antrieb des Bläsers 4 vorgesehenen Niederdruckturbine 8 und einer zum Antrieb der Verdichtereinrichtung 6 vorgesehenen Hochdruckturbine 9 ausgeführt. Die Hochdruckturbine 9 und die Verdichtereinrichtung 6 sind über eine Kernwelle bzw. Hochdruckwelle 10 miteinander verbunden, die als Hohlwelle ausgebildet ist und durch die eine Triebwerkswelle 11 verläuft. 1 shows a longitudinal sectional view of a gas turbine engine 1, which has a bypass channel 2 and an inlet area 3. A blower 4 adjoins the inlet area 3 downstream in a manner known per se. Again downstream of the fan 4, the fluid flow in the gas turbine engine is divided into a secondary flow B and a core flow A. The bypass flow B flows through the bypass flow channel 2 and the core flow A flows into an engine core 5. The engine core 5 is in a manner known per se with a compressor device 6, a burner 7, a low-pressure turbine 8 provided for driving the fan 4 and a for Drive of the compressor device 6 provided high-pressure turbine 9 executed. The high-pressure turbine 9 and the compressor device 6 are connected to one another via a core shaft or high-pressure shaft 10, which is designed as a hollow shaft and through which an engine shaft 11 runs.
Des Weiteren ist das Gasturbinentriebwerk 1 mit einem Hilfsgerätegetriebe 12 ausgebildet, über das verschiedene Hilfsaggregate antreibbar sind. Das Hilfsgerätegetriebe 12 ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Gasturbinentriebwerkes 1 innerhalb eines Gehäuses 13 und somit radial außerhalb des Nebenstromkanals 2 angeordnet. Furthermore, the gas turbine engine 1 is designed with an auxiliary gearbox 12, via which various auxiliary units can be driven. The auxiliary device gear 12 is in the exemplary embodiment shown in FIG Gas turbine engine 1 is arranged within a housing 13 and thus radially outside of the bypass duct 2.
Eine mit der Hochdruckwelle 10 verbundene Kegelradverzahnung 14 steht über eine radial nach außen verlaufende Hilfswelle 16 mit einer Kegelradverzahnung 18 in Wirkverbindung. Die Hilfswelle 16 ist durch einen den Kernstrom A radial durchquerenden Strut 17, ein Zwischengehäuse 19 und einen den Nebenstrom B radial durchquerenden äußeren Strut 20 geführt. Ein Kegelrad 18A der Kegelradverzahnung 18 ist wieder drehfest mit einer Getriebeeingangswelle 22 des Hilfsgerätegetriebes verbunden. Die Getriebeeingangswelle 22 des Hilfsgerätegetriebes 12 ist in der in Fig. 2 näher dargestellten Art und Weise mit einem als Festrad ausgeführten Zahnrad 21 ausgebildet. Des Weiteren ist die Getriebeeingangswelle 22 in einem Getriebegehäuse 23 über eine erste Lagereinrichtung 24 drehbar gelagert. A bevel gear toothing 14 connected to the high-pressure shaft 10 is in operative connection with a bevel gear toothing 18 via a radially outwardly extending auxiliary shaft 16. The auxiliary shaft 16 is guided through a strut 17 which radially traverses the core stream A, an intermediate housing 19 and an outer strut 20 which radially traverses the secondary stream B. A bevel gear 18A of the bevel gear teeth 18 is again connected in a rotationally fixed manner to a transmission input shaft 22 of the auxiliary device transmission. The transmission input shaft 22 of the auxiliary device transmission 12 is designed in the manner shown in more detail in FIG. 2 with a gear 21 designed as a fixed gear. Furthermore, the transmission input shaft 22 is rotatably mounted in a transmission housing 23 via a first bearing device 24.
Das Getriebegehäuse 23 umfasst ein erstes Gehäuseteil 25 und ein zweites Gehäuseteil 26. Im zweiten Gehäuseteil 26 ist ein Außenlagersitz 27 für ein erstes Wälzlager 24A der ersten Lagereinrichtung 24 ausgebildet. Des Weiteren ist ein Außenlagersitz 28 für ein zweites Wälzlager 24B der ersten Lagereinrichtung 24 in einem Lagergehäuseteil 29 vorgesehen, das in das erste Gehäuseteil 25 eingesetzt ist. The transmission housing 23 comprises a first housing part 25 and a second housing part 26. An external bearing seat 27 for a first rolling bearing 24A of the first bearing device 24 is formed in the second housing part 26. Furthermore, an external bearing seat 28 for a second rolling bearing 24B of the first bearing device 24 is provided in a bearing housing part 29 which is inserted into the first housing part 25.
Das Festrad 21 ist in axialer Richtung x der Getriebeeingangswelle 22 zwischen den beiden Wälzlagern 24A und 24B der ersten Lagereinrichtung 24 angeordnet und kämmt mit einem weiteren Zahnrad 30 sowie mit einem in der Zeichnung nur teilweise dargestellten Zahnrad 60, über das eine nicht näher gezeigte Hilfsgerätewelle des Hilfsgerätegetriebes 12 antreibbar ist. Das weitere Zahnrad 30 ist vorliegend ebenfalls als Festrad ausgeführt und drehfest mit einer Getriebeausgangswelle 31 verbunden. Die Getriebeausgangswelle 31 ist über eine zweite Lagereinrichtung 32 drehbar im Getriebegehäuse 23 gelagert. Dabei ist ein Außenlagersitz 33A eines ersten Wälzlagers 32A der zweiten Lagereinrichtung 32 im ersten Gehäuseteil 25 vorgesehen, während ein Außenlagersitz 33B eines zweiten Wälzlagers 32B in einem Gehäusedeckel 15 ausgeführt ist. The fixed gear 21 is arranged in the axial direction x of the transmission input shaft 22 between the two roller bearings 24A and 24B of the first bearing device 24 and meshes with a further gear 30 and with a gear 60, only partially shown in the drawing, via which an auxiliary device shaft, not shown in detail, of the Auxiliary gear transmission 12 can be driven. In the present case, the further gear 30 is also designed as a fixed gear and is connected to a transmission output shaft 31 in a rotationally fixed manner. The transmission output shaft 31 is rotatably mounted in the transmission housing 23 via a second bearing device 32. There is an external bearing seat 33A of a first rolling bearing 32A of the second bearing device 32 in the first Housing part 25 is provided, while an outer bearing seat 33B of a second rolling bearing 32B is designed in a housing cover 15.
Der Gehäusedeckel 15 definiert eine Anschlussstelle für ein Hilfsaggregat, das beispielsweise als ID-Generator ausgeführt sein kann. Ein solcher ID-Generator wird über das Hilfsgerätegetriebe 12 innerhalb eines unteren Drehzahlbereiches der Getriebeausgangswelle 31 betrieben, der durch den Drehzahlbereich der Getriebeeingangswelle 22 und eine Übersetzung zwischen dem Zahnrad 21 und dem weiteren Zahnrad 30 definiert ist. The housing cover 15 defines a connection point for an auxiliary unit, which can be designed, for example, as an ID generator. Such an ID generator is operated via the auxiliary gear 12 within a lower speed range of the transmission output shaft 31, which is defined by the speed range of the transmission input shaft 22 and a translation between the gear 21 and the further gear 30.
In Fig. 3 ist eine Teilseitenansicht des Hilfsgerätegetriebes 12 gemäß Fig. 2 gezeigt, wobei in Fig. 3 das erste Gehäuseteil 25, der Außenlagersitz 33A der zweiten Lagereinrichtung 32 und der Außenlagersitz 28 für die erste Lagereinrichtung 24 in stark vereinfachter Art und Weise dargestellt sind. 3 shows a partial side view of the auxiliary device transmission 12 according to FIG. 2, wherein in FIG .
Fig. 4 zeigt eine Fig. 2 entsprechende Darstellung des Hilfsgerätegetriebes 124, das sich von dem in Fig. 2 gezeigten Hilfsgerätegetriebe 12 in der nachfolgend näher beschriebenen Art und Weise unterscheidet, um ein weiteres Hilfsaggregat, wie einen VF-Generator innerhalb eines oberen Drehzahlbereiches der Getriebeausgangswelle 31 antreiben zu können. Der der obere Drehzahlbereich der Getriebeausgangswelle 31 umfasst Drehzahlen, die um das 1 ,5- bis 3,5-fache größer sind als die Drehzahlen, die innerhalb des unteren Drehzahlbereiches der Getriebeausgangswelle 31 liegen. Fig. 4 shows a representation of the auxiliary device transmission 124 corresponding to FIG. 2, which differs from the auxiliary device transmission 12 shown in FIG To be able to drive the transmission output shaft 31. The upper speed range of the transmission output shaft 31 includes speeds that are 1.5 to 3.5 times greater than the speeds that lie within the lower speed range of the transmission output shaft 31.
Das Zahnrad 21 kämmt mit einem weiteren Zahnrad 304, das im Unterschied zum weiteren Zahnrad 30 des Hilfsgerätegetriebes 12 gemäß Fig. 2 nicht direkt mit der Getriebeausgangswelle 31 verbunden ist. Um die Getriebeausgangswelle 31 dennoch von der Getriebeeingangswelle 22 antreiben zu können, steht das weitere Zahnrad 304 über ein zusätzliches Zahnrad 34 mit der Getriebeausgangswelle 31 in Wirkverbindung. Das zusätzliche Zahnrad 34 ist als Festrad der Getriebeausgangswelle 31 ausgebildet und kämmt mit seiner Außenverzahnung 35 mit einer Innenverzahnung 36 des weiteren Zahnrades 304. The gear 21 meshes with a further gear 304, which, in contrast to the further gear 30 of the auxiliary device transmission 12 according to FIG. 2, is not directly connected to the transmission output shaft 31. In order to be able to drive the transmission output shaft 31 from the transmission input shaft 22, the further gear 304 is in operative connection with the transmission output shaft 31 via an additional gear 34. The additional gear 34 is a fixed gear Transmission output shaft 31 is formed and its external teeth 35 mesh with internal teeth 36 of the further gear 304.
In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles kann eine Übersetzung zwischen dem weiteren Zahnrad 304 und dem zusätzlichen Zahnrad 34 jeweils so ausgeführt sein, dass ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem zusätzlichen Zahnrad 34 und dem weiteren Zahnrad 304 Werte zwischen 1 ,05 und 5 annimmt. Depending on the respective application, a gear ratio between the further gear 304 and the additional gear 34 can be designed in such a way that a gear ratio between the additional gear 34 and the further gear 304 assumes values between 1.05 and 5.
Die Getriebeausgangswelle 31 und das zusätzliche Zahnrad 34 sind über eine zweite Lagereinrichtung 324 im ersten Gehäuseteil 25 und in einem weiteren Gehäusedeckel 37 drehbar gelagert. Ein Außenlagersitz 334A eines Wälzlagers 324A der zweiten Lagereinrichtung 324 ist im ersten Gehäuseteil 25 vorgesehen und in radialer Richtung R des weiteren Zahnrades 304 gegenüber dem Außenlagersitz 33 des Wälzlagers 32A der zweiten Lagereinrichtung 32 in Richtung der Getriebeeingangswelle 22 versetzt angeordnet. Ein Außenlagersitz 334B eines weiteren Wälzlagers 324B der zweiten Lagereinrichtung 324 ist im weiteren Gehäusedeckel 37 ausgebildet. The transmission output shaft 31 and the additional gear 34 are rotatably mounted via a second bearing device 324 in the first housing part 25 and in a further housing cover 37. An outer bearing seat 334A of a rolling bearing 324A of the second bearing device 324 is provided in the first housing part 25 and is arranged offset in the radial direction R of the further gear 304 relative to the outer bearing seat 33 of the rolling bearing 32A of the second bearing device 32 in the direction of the transmission input shaft 22. An external bearing seat 334B of a further rolling bearing 324B of the second bearing device 324 is formed in the further housing cover 37.
Um die zweite Lagereinrichtung 324 in der in Fig. 4 dargestellten Art und Weise im ersten Gehäuseteil 25 gemeinsam mit der Getriebeausgangswelle 31 anordnen zu können, weist der Außenlagersitz 33A in dem in Fig. 5 dargestellten Umfang Aussparungen 38, 39 auf, die sich in Umfangsrichtung des Außenlagersitzes 33A erstrecken und die vom Wälzlager 324A der zweiten Lagereinrichtung 324 und der Getriebeausgangswelle 31 in der in Fig. 4 gezeigten Montagestellung durchgriffen werden. Zusätzlich umfasst auch der Außenlagersitz 334A des zweiten Gehäuseteils 25 Aussparungen 40, 41 auf, um die Getriebeausgangswelle 31 und das Wälzlager 32A der zweiten Lagereinrichtung 32 in der in Fig. 2 gezeigten Art und Weise montieren zu können. Der weitere Gehäusedeckel 37 ist auch mit einem Außenlagersitz 42 für ein erstes Wälzlager 43A einer dritten Lagereinrichtung 43 ausgeführt, über die das weitere Zahnrad 304 drehbar im Gehäusedeckel 37 gelagert ist. Ein weiterer Außenlagersitz 44 für ein zweites Wälzlager 43B der dritten Lagereinrichtung 43 ist im ersten Gehäuseteil 25 vorgesehen. In order to be able to arrange the second bearing device 324 in the first housing part 25 together with the transmission output shaft 31 in the manner shown in FIG. 4, the outer bearing seat 33A has recesses 38, 39 in the circumference shown in FIG. 5, which are in the circumferential direction of the outer bearing seat 33A and which are penetrated by the rolling bearing 324A of the second bearing device 324 and the transmission output shaft 31 in the assembly position shown in FIG. 4. In addition, the outer bearing seat 334A of the second housing part 25 also includes recesses 40, 41 in order to be able to mount the transmission output shaft 31 and the rolling bearing 32A of the second bearing device 32 in the manner shown in FIG. The further housing cover 37 is also designed with an external bearing seat 42 for a first roller bearing 43A of a third bearing device 43, via which the further gear 304 is rotatably mounted in the housing cover 37. A further external bearing seat 44 for a second rolling bearing 43B of the third bearing device 43 is provided in the first housing part 25.
Eine Drehachse 45 der Getriebeausgangswelle 31 des Hilfsgerätegetriebes 12, das gemäß Fig. 2 ausgeführt ist, ist gleich der Drehachse 46 des zusätzlichen Zahnrades 30. Im Unterschied dazu ist die Drehachse 454 der Getriebeausgangswelle 31 des Hilfsgerätegetriebes 124, das in der Fig. 4 dargestellten Art und Weise ausgeführt ist, in radialer Richtung R des weiteren Zahnrades 304 von der Drehachse 46 des weiteren Zahnrades 304 beabstandet. Innendurchmesser von Innenlagersitzen 47, 48 der Wälzlager 43A und 43B der dritten Lagereinrichtung 43 sind jeweils größer als ein Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung 36 des weiteren Zahnrades 304 und jeweils kleiner als ein Fußkreisdurchmesser einer Außenverzahnung 49 des weiteren Zahnrades 304. An axis of rotation 45 of the transmission output shaft 31 of the auxiliary device transmission 12, which is designed according to FIG and manner, spaced in the radial direction R of the further gear 304 from the axis of rotation 46 of the further gear 304. Inner diameters of inner bearing seats 47, 48 of the rolling bearings 43A and 43B of the third bearing device 43 are each larger than a root diameter of the internal toothing 36 of the further gear 304 and each smaller than a root diameter of an external toothing 49 of the further gear 304.
Ein Zahnradkranz 50 des weiteren Zahnrades 304, der sich in radialer Richtung R zwischen der Innenverzahnung 36 und der Außenverzahnung 49 des weiteren Zahnrades 304 erstreckt, ist mit hoher Bauteilsteifigkeit ausgeführt. Dadurch bewirken im Betrieb des Hilfsgerätegetriebes 12 gemäß Fig. 4 jeweils auftretende Verzahnungskräfte keine die Funktionsweise des Hilfsgerätegetriebes 12 beeinträchtigende Verbiegungen bzw. Durchbiegungen des weiteren Zahnrades 304. Der weitere Gehäusedeckel 37 umfasst eine Schnittstelle bzw. eine Anbindungsstelle des Getriebegehäuses 23, um ein von der Getriebeausgangswelle 31 anzutreibendes Hilfsaggregat in geeigneter Art und Weise anbinden bzw. anflanschen zu können. A gear ring 50 of the further gear 304, which extends in the radial direction R between the internal teeth 36 and the external teeth 49 of the further gear 304, is designed with high component rigidity. As a result, the gearing forces that occur during operation of the auxiliary device gear 12 according to FIG 31 to be able to connect or flange the auxiliary unit to be driven in a suitable manner.
Fig. 6 zeigt eine weitere Möglichkeit der Anbindung der Getriebeausgangswelle 31 an das wiederum mit der Innenverzahnung 36 ausgeführte weitere Zahnrad 304. Das Hilfsgerätegetriebe 126 gemäß Fig. 6 weist im Wesentlichen den gleichen konstruktiven Aufbau wie das Hilfsgerätegetriebe 124 gemäß Fig. 4 auf. Lediglich die Getriebeausgangswelle 31 ist im Vergleich zu der Ausführung des Hilfsgerätegetriebes 124 gemäß Fig. 4 in radialer Richtung R des weiteren Zahnrades 304 von der Getriebeeingangswelle 22 weiter entfernt positioniert, um ein von der Getriebeausgangswelle 31 anzutreibendes Hilfsaggregat in möglichst bauraumgünstiger Art und Weise im Gasturbinentriebwerk 1 anordnen zu können. Fig. 6 shows a further possibility of connecting the transmission output shaft 31 to the further gear 304, which is again designed with the internal toothing 36. The auxiliary device gear 126 according to Fig. 6 has essentially the same structural structure as the auxiliary device gear 124 according to Fig. 4. Only the transmission output shaft 31 is positioned further away from the transmission input shaft 22 in the radial direction R of the further gear 304 in comparison to the design of the auxiliary device transmission 124 according to FIG to be able to arrange.
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Getriebeausgangswelle 31 im Inneren des Getriebegehäuses 23 und radial innerhalb des vom Außenlagersitz 44 der dritten Lagereinrichtung 43 begrenzten Innenraumbereiches des Getriebegehäuses 23 in beliebiger Art und Weise anzuordnen und mit einem daran angepassten Deckelelement zu kombinieren, um das jeweils von der Getriebeausgangswelle 31 anzutreibende Hilfsaggregat in gewünschtem Umfang an das Hilfsgerätegetriebe 12 anzukoppeln. In principle, it is possible to arrange the transmission output shaft 31 inside the transmission housing 23 and radially within the interior area of the transmission housing 23 delimited by the external bearing seat 44 of the third bearing device 43 in any way and to combine it with a cover element adapted to it in order to do so in each case from the transmission output shaft 31 to be driven auxiliary unit to the desired extent to the auxiliary device gearbox 12 to couple.
Bei dem in Fig. 6 und Fig. 7 dargestellten Hilfsgerätegetriebe 126 sind die Aussparungen 40 und 41 des Außenlagersitzes 33 der zweiten Lagereinrichtung 32 im ersten Gehäuseteil 25 so angeordnet, dass die Getriebeausgangswelle 31 in der in Fig. 6 dargestellten Art und Weise im Getriebegehäuse 23 montiert werden kann. 6 and 7, the recesses 40 and 41 of the external bearing seat 33 of the second bearing device 32 are arranged in the first housing part 25 in such a way that the transmission output shaft 31 is in the transmission housing 23 in the manner shown in FIG can be mounted.
Zusätzlich zeigen Fig. 8 und Fig. 9 eine weitere Ausführungsform des Hilfsgerätegetriebes 128, dass sich von dem Hilfsgerätegetriebe 124 gemäß Fig. 4 lediglich in Teilbereichen unterscheidet. Aus diesem Grund werden in der nachfolgenden Beschreibung zu Fig. 8 und Fig. 9 jeweils lediglich die Unterschiede des Hilfsgerätegetriebes 128 gemäß Fig. 8 gegenüber dem Hilfsgerätegetriebe 124 gemäß Fig. 4 näher erläutert. Bezüglich der weiteren Funktionsweise und des grundsätzlichen konstruktiven Aufbaus des Hilfsgerätegetriebes 128 gemäß Fig. 8 wird auf die vorstehende Beschreibung verwiesen. In addition, FIGS. 8 and 9 show a further embodiment of the auxiliary device transmission 128 that differs from the auxiliary device transmission 124 according to FIG. 4 only in partial areas. For this reason, in the following description of FIGS. 8 and 9, only the differences between the auxiliary device transmission 128 according to FIG. 8 and the auxiliary device transmission 124 according to FIG. 4 are explained in more detail. With regard to the further functionality and the basic structural design of the auxiliary device transmission 128 according to FIG. 8, reference is made to the above description.
Das Wälzlager 438A der dritten Lagereinrichtung 438 des Hilfsgerätegetriebes 128 ist im Außenlagersitz 428 gelagert, der in einem Deckelelement 51 angeordnet ist. Das weitere Wälzlager 438B der dritten Lagereinrichtung 438 ist im Außenlagersitz 448 gelagert, der gleichzeitig der Außenlagersitz 33A für das Wälzlager 32A der zweiten Lagereinrichtung 32 ist. Hierfür ist das weitere Zahnrad 308 mit einem schüsselartigen Zwischenbereich 52 ausgeführt, der einen in radialer Richtung R zwischen dem Zahnradkranz 50 und dem Innenlagersitz 478 des Wälzlagers 438B verlaufenden Bodenbereich 53 umfasst. The rolling bearing 438A of the third bearing device 438 of the auxiliary gear transmission 128 is mounted in the external bearing seat 428, which is arranged in a cover element 51. The further rolling bearing 438B of the third bearing device 438 is in External bearing seat 448 is mounted, which is also the external bearing seat 33A for the rolling bearing 32A of the second bearing device 32. For this purpose, the further gear 308 is designed with a bowl-like intermediate region 52, which includes a bottom region 53 running in the radial direction R between the gear rim 50 and the inner bearing seat 478 of the rolling bearing 438B.
Der Durchmesser des gehäuseseitigen Außenlagersitzes 428 des Wälzlagers 438A der dritten Lagereinrichtung 438 ist größer als der Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung 36 des weiteren Zahnrades 308. Der Durchmesser des gehäuseseitigen Außenlagersitzes 448 des Wälzlagers 438B der dritten Lagereinrichtung 438 ist kleiner als der Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung 36 des weiteren Zahnrades 308. The diameter of the housing-side external bearing seat 428 of the rolling bearing 438A of the third bearing device 438 is larger than the root diameter of the internal toothing 36 of the further gear 308. The diameter of the housing-side external bearing seat 448 of the rolling bearing 438B of the third bearing device 438 is smaller than the root diameter of the internal toothing 36 of the further gear 308.
Des Weiteren sind sowohl der Außenlagersitz 338A des Wälzlagers 328A als auch der Außenlagersitz 338B des Wälzlagers 328B der zweiten Lagereinrichtung 328 im Deckelelement 51 ausgebildet. Der Außenlagersitz 338A ist mit einer sich in Umfangsrichtung des Wälzlagers 328A erstreckenden Ausnehmung 55 ausgeführt und umgreift deshalb das Wälzlager 328A umfangsseitig nicht vollständig. Dabei ist die Ausnehmung 55 in montierten Zustand des Deckelelement 51 umfangsseitig so positioniert und erstreckt sich in Umfangsrichtung des Wälzlagers 328A derart, dass der obere Bereich des Wälzlagers 328A, der vom Außenlagersitz 338A nicht umgriffen ist, in radialer Richtung R möglichst nahe an eine Innenseite 56 des Zwischenbereiches 52 herangeführt und moniert werden kann. Dadurch ist das zusätzliche Zahnrad 34 entsprechend bauraumgünstig ausführbar und das Hilfsgerätegetriebe 128 ist mit geringem Aufwand montierbar. Furthermore, both the outer bearing seat 338A of the rolling bearing 328A and the outer bearing seat 338B of the rolling bearing 328B of the second bearing device 328 are formed in the cover element 51. The outer bearing seat 338A is designed with a recess 55 extending in the circumferential direction of the rolling bearing 328A and therefore does not completely surround the rolling bearing 328A on the circumference. In the assembled state of the cover element 51, the recess 55 is positioned on the circumference and extends in the circumferential direction of the rolling bearing 328A in such a way that the upper region of the rolling bearing 328A, which is not encompassed by the outer bearing seat 338A, is as close as possible to an inside 56 in the radial direction R of the intermediate area 52 can be brought up and mounted. As a result, the additional gear 34 can be designed in a correspondingly space-saving manner and the auxiliary device gear 128 can be installed with little effort.
Um das Deckelelement 51 bei möglichst geringem Bauteilgewicht mit einer hohen Steifigkeit ausführen zu können, ist der Außenlagersitz 338A über mehrere in radialer Richtung R speichenartig verlaufende Versteifungsrippen 57 mit einem äußeren Bereich des Deckelelementes 51 verbunden, in dem der Außenlagersitz 428 des Wälzlagers 438A der dritten Lagereinrichtung 438 ausgebildet ist. Bezuqszeichenliste In order to be able to design the cover element 51 with a high degree of rigidity with the lowest possible component weight, the outer bearing seat 338A is connected to an outer region of the cover element 51 via a plurality of stiffening ribs 57 running spoke-like in the radial direction R, in which the outer bearing seat 428 of the rolling bearing 438A of the third bearing device 438 is trained. Reference character list
GasturbinentriebwerkGas turbine engine
Nebenstromkanal Bypass channel
Einlaufbereich Inlet area
Bläser Blaser
Triebwerkskernengine core
Verdichtereinrichtung Compressor device
Brenner burner
NiederdruckturbineLow pressure turbine
Hochdruckturbine High pressure turbine
Hochdruckwelle High pressure wave
Triebwerkswelle engine shaft
Hilfsgerätegetriebe Auxiliary gearbox
Gehäuse Housing
KegelradverzahnungBevel gear teeth
Gehäusedeckel Housing cover
Hilfswelle innerer Strut Auxiliary shaft inner strut
Kegelradverzahnung A Kegelrad Bevel gear teeth A bevel gear
Zwischengehäuse äußerer Strut Intermediate housing outer strut
Zahnrad gear
GetriebeeingangswelleTransmission input shaft
Getriebegehäuse erste Lagereinrichtung A Wälzlager der ersten LagereinrichtungB Wälzlager der ersten Lagereinrichtung erstes Gehäuseteil zweites Gehäuseteil Außenlagersitz des Wälzlagers 24A Gearbox housing first bearing device A rolling bearing of the first bearing device B rolling bearing of the first bearing device first housing part second housing part External bearing seat of the rolling bearing 24A
Außenlagersitz des Wälzlagers 24B External bearing seat of the rolling bearing 24B
Lagergehäuseteil weiteres Zahnrad Bearing housing part additional gear
Getriebeausgangswelle zweite Lagereinrichtung A Wälzlager der zweiten Lagereinrichtung B Wälzlager der zweiten Lagereinrichtung A Außenlagersitz des Wälzlagers 32A B Außenlagersitz des Wälzlagers 32B zusätzliches Zahnrad Transmission output shaft second bearing device A rolling bearing of the second bearing device B rolling bearing of the second bearing device A outer bearing seat of the rolling bearing 32A B outer bearing seat of the rolling bearing 32B additional gear
Außenverzahnung des zusätzlichen ZahnradesExternal teeth of the additional gear
Innenverzahnung des weiteren Zahnrades 304 bzw. 308 weiterer Gehäusedeckel , 39 Aussparung des Außenlagersitzes 33 , 41 Aussparung des Außenlagersitzes 334 Internal toothing of the further gear 304 or 308 further housing cover, 39 recess in the outer bearing seat 33, 41 recess in the outer bearing seat 334
Außenlagersitz des Wälzlagers 43A der dritten Lagereinrichtung 43 dritte Lagereinrichtung A Wälzlager der dritten Lagereinrichtung B Wälzlager der dritten Lagereinrichtung Outer bearing seat of the rolling bearing 43A of the third bearing device 43 third bearing device A rolling bearing of the third bearing device B rolling bearing of the third bearing device
Außenlagersitz des Wälzlagers 43B External bearing seat of the rolling bearing 43B
Drehachse der Getriebeausgangswelle 31 Axis of rotation of the transmission output shaft 31
Drehachse des weiteren Zahnrades 30 bzw. 304 Axis of rotation of the further gear 30 or 304
Innenlagersitz des Wälzlagers 43A Inner bearing seat of the rolling bearing 43A
Innenlagersitz des Wälzlagers 43B Inner bearing seat of the rolling bearing 43B
Außenverzahnung des weiteren Zahnrades 30 bzw. 304 bzw 308External teeth of the further gear 30 or 304 or 308
Zahnradkranz des weiteren Zahnrades 304 bzw. 308Gear rim of the additional gear 304 or 308
Deckelelement Lid element
Zwischenbereich des weiteren Zahnrades 308 Intermediate area of the further gear 308
Bodenbereich des Zwischenbereiches 52 Floor area of the intermediate area 52
Ausnehmung des Außenlagersitzes 338A 56 Innenseite des Zwischenbereiches 52Recess of the external bearing seat 338A 56 Inside of the intermediate area 52
57 Versteifungsrippe 57 stiffening rib
60 Zahnrad 60 gear
124, 126, 128 Hilfsgerätegetriebe 124, 126, 128 auxiliary gearboxes
304 weiteres Zahnrad 304 another gear
324 zweite Lagereinrichtung 324 second storage facility
324A Wälzlager der zweiten Lagereinrichtung 324324A Rolling bearing of the second bearing device 324
324B Wälzlager der zweiten Lagereinrichtung 324324B Rolling bearing of the second bearing device 324
334A Außenlagersitz des Wälzlagers 324A334A External bearing seat of the rolling bearing 324A
334B Außenlagersitz des Wälzlagers 324B334B External bearing seat of the rolling bearing 324B
308 weiteres Zahnrad 308 another gear
328 zweite Lagereinrichtung 328 second storage facility
328A Wälzlager der zweiten Lagereinrichtung 328328A Rolling bearing of the second bearing device 328
328B Wälzlager der zweiten Lagereinrichtung 328328B Rolling bearing of the second bearing device 328
338A Außenlagersitz des Wälzlagers 328A338A External bearing seat of the rolling bearing 328A
338B Außenlagersitz des Wälzlagers 328B338B External bearing seat of the rolling bearing 328B
428 Außenlagersitz des Wälzlagers 438A428 External bearing seat of the rolling bearing 438A
438 dritte Lagereinrichtung 438 third storage facility
438A Wälzlager der dritten Lagereinrichtung 438438A Rolling bearing of the third bearing device 438
438B Wälzlager der dritten Lagereinrichtung 438438B Rolling bearing of the third bearing device 438
448 Außenlagersitz des Wälzlagers 438B448 External bearing seat of the rolling bearing 438B
454 Drehachse der Getriebeausgangswelle454 Axis of rotation of the transmission output shaft
478 Innenlagersitz des Wälzlagers 438A478 Inner bearing seat of the rolling bearing 438A
488 Innenlagersitz des Wälzlagers 438B 488 Inner bearing seat of the rolling bearing 438B
A Kernstrom A core current
B Nebenstrom B side stream
R radiale Richtung x axiale Richtung R radial direction x axial direction

Claims

Patentansprüche Hilfsgerätegetriebe (12; 124; 126; 128 ) eines Flugtriebwerkes (1 ) Claims Auxiliary gearbox (12; 124; 126; 128) of an aircraft engine (1)
- mit einem Getriebegehäuse (23), - with a gear housing (23),
- mit wenigstens einer Getriebeeingangswelle (22) und - with at least one transmission input shaft (22) and
- mit wenigstens einer Getriebeausgangswelle (31 ), - with at least one transmission output shaft (31),
- wobei die Getriebeeingangswelle (22) über eine erste Lagereinrichtung (24) und die Getriebeausgangswelle (31 ) über eine zweite Lagereinrichtung (32; 324; 328) im Getriebegehäuse (23) drehbar gelagert ist, - wherein the transmission input shaft (22) is rotatably mounted in the transmission housing (23) via a first bearing device (24) and the transmission output shaft (31) via a second bearing device (32; 324; 328),
- wobei auf der Getriebeeingangswelle (22) wenigstens ein Zahnrad (21 ) drehfest angeordnet ist, das mit wenigstens einem weiteren Zahnrad (30; 304; 308) kämmt, das im Getriebegehäuse (23) drehbar gelagert ist,- wherein at least one gear (21) is arranged in a rotationally fixed manner on the transmission input shaft (22), which meshes with at least one further gear (30; 304; 308) which is rotatably mounted in the transmission housing (23),
- wobei das weitere Zahnrad (30) direkt mit der Getriebeausgangswelle (31 ) drehfest verbunden und gemeinsam mit dieser über die zweite Lagereinrichtung (32) drehbar im Getriebegehäuse (23) gelagert ist, wenn über die Getriebeausgangswelle (31 ) ein Hilfsaggregat anzutreiben ist, dessen Betriebsbereich durch einen unteren Drehzahlbereich der Getriebeausgangswelle (31 ) gekennzeichnet ist, - wherein the further gear (30) is connected directly to the transmission output shaft (31) in a rotationally fixed manner and is rotatably mounted together with it in the transmission housing (23) via the second bearing device (32) when an auxiliary unit is to be driven via the transmission output shaft (31). Operating range is characterized by a lower speed range of the transmission output shaft (31),
- und wobei das weitere Zahnrad (304; 308) über wenigstens ein zusätzliches Zahnrad (34) mit der Getriebeausgangswelle (31 ) in Wirkverbindung steht, - and wherein the further gear (304; 308) is operatively connected to the transmission output shaft (31) via at least one additional gear (34),
- das mit der Getriebeausgangswelle (31 ) drehfest verbunden ist, gemeinsam mit der Getriebeausgangswelle (31 ) drehbar im Getriebegehäuse (23) über die zweite Lagereinrichtung (324; 328) gelagert ist und mit einer Innenverzahnung (36) des weiteren Zahnrades (304; 308) kämmt, - which is rotatably connected to the transmission output shaft (31), is rotatably mounted together with the transmission output shaft (31) in the transmission housing (23) via the second bearing device (324; 328) and with internal teeth (36) of the further gear (304; 308 ) combs,
- wenn über die Getriebeausgangswelle (31 ) ein Hilfsaggregat anzutreiben ist, dessen Betriebsbereich durch einen oberen Drehzahlbereich der Getriebeausgangswelle (31 ) gekennzeichnet ist. Hilfsgerätegetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Zahnrad (304; 308) über eine dritte Lagereinrichtung (43; 438) drehbar im Getriebegehäuse (23) gelagert ist, wenn das weitere Zahnrad (304; 308) über das zusätzliche Zahnrad (34) mit der Getriebeausgangswelle (31 ) in Wirkverbindung steht. Hilfsgerätegetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenverzahnung (36) des weiteren Zahnrades (304) in axialer Richtung (x) des weiteren Zahnrades (304) zwischen Wälzlagern (43A, 43B) der dritten Lagereinrichtung (43) angeordnet ist, wobei Durchmesser gehäuseseitiger Außenlagersitze (42, 44) der Wälzlager (43A, 43B) der dritten Lagereinrichtung (43) größer sind als der Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung (36) des weiteren Zahnrades (30). Hilfsgerätegetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenverzahnung (36) des weiteren Zahnrades (308) in axialer Richtung (x) des weiteren Zahnrades (308) zwischen Wälzlagern (438A, 438B) der dritten Lagereinrichtung (438) angeordnet ist, wobei der Durchmesser eines gehäuseseitigen Außenlagersitzes (428) eines der Wälzlager (438A) der dritten Lagereinrichtung (438) größer ist als der Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung (36) des weiteren Zahnrades (308), während der Durchmesser eines gehäuseseitigen Außenlagersitzes (448) eines weiteren Wälzlagers (438B) der dritten Lagereinrichtung (438) kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung (36) des weiteren Zahnrades (308). Hilfsgerätegetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Außenlagersitze (33A, 33B; 334A, 334B) von Wälzlagern (32A, 32B; 324A, 324B) der zweiten Lagereinrichtung (32; 324) im Getriebegehäuse (23) vorgesehen sind und das weitere Zahnrad (30; 304) sowie das zusätzliche Zahnrad (34) in axialer Richtung (x) jeweils zwischen den Wälzlagern (32A, 32B; 324A, 324B) der zweiten Lagereinrichtung (32; 324) angeordnet sind. Hilfsgerätegetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenlagersitze (33A, 33B) für die Wälzlager (32A, 32B) der zweiten Lagereinrichtung (32) im Getriebegehäuse (23) zur Lagerung des weiteren Zahnrades- if an auxiliary unit is to be driven via the transmission output shaft (31), the operating range of which is characterized by an upper speed range of the transmission output shaft (31). Auxiliary gear transmission according to claim 1, characterized in that the further gear (304; 308) is rotatable via a third bearing device (43; 438). Gear housing (23) is mounted when the further gear (304; 308) is in operative connection with the transmission output shaft (31) via the additional gear (34). Auxiliary gear transmission according to claim 2, characterized in that the internal toothing (36) of the further gear (304) is arranged in the axial direction (x) of the further gear (304) between rolling bearings (43A, 43B) of the third bearing device (43), where diameter housing-side external bearing seats (42, 44) of the rolling bearings (43A, 43B) of the third bearing device (43) are larger than the root diameter of the internal toothing (36) of the further gear (30). Auxiliary gear transmission according to claim 2, characterized in that the internal toothing (36) of the further gear (308) is arranged in the axial direction (x) of the further gear (308) between rolling bearings (438A, 438B) of the third bearing device (438), the Diameter of a housing-side outer bearing seat (428) of one of the rolling bearings (438A) of the third bearing device (438) is larger than the root circle diameter of the internal toothing (36) of the further gear (308), while the diameter of a housing-side outer bearing seat (448) of a further rolling bearing (438B ) of the third bearing device (438) is smaller than the root diameter of the internal toothing (36) of the further gear (308). Auxiliary gearbox according to one of claims 1 to 4, characterized in that external bearing seats (33A, 33B; 334A, 334B) of rolling bearings (32A, 32B; 324A, 324B) of the second bearing device (32; 324) are provided in the gearbox housing (23) and the further gear (30; 304) and the additional gear (34) are each arranged in the axial direction (x) between the rolling bearings (32A, 32B; 324A, 324B) of the second bearing device (32; 324). Auxiliary gearbox according to claim 5, characterized in that the external bearing seats (33A, 33B) for the rolling bearings (32A, 32B) of the second bearing device (32) in the gearbox housing (23) for supporting the further gear
(30) und der Getriebeausgangswelle (31 ) und die Außenlagersitze (334A, 334B) für die Wälzlager (324A, 324B) der zweiten Lagereinrichtung (324) im Getriebegehäuse (23) zur Lagerung des zusätzlichen Zahnrades (34) und der Getriebeausgangswelle (31 ) in seitlichen Bereichen des Getriebegehäuses (23) zueinander versetzt vorgesehen sind, wobei die seitlichen Bereiche des Getriebegehäuses (23) jeweils innerhalb einer axialen Projektion des Kopfkreisdurchmessers der Innenverzahnung (36) des weiteren Zahnrades (304; 308) liegen. Hilfsgerätegetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander versetzt im Getriebegehäuse (23) angeordneten Außenlagersitze (33A; 334A) für ein erstes Wälzlager (32A; 324A) der zweiten Lagereinrichtung (32; 324) jeweils Aussparungen (40, 41 ; 38, 39) aufweisen, die sich jeweils in Umfangsrichtung der Außenlagersitze (33A; 334A) erstrecken, wobei die Aussparungen (40, 41 oder 38, 39) des einen Außenlagersitzes (33A oder 33B) jeweils vom Wälzlager (324A oder 32A) und der Getriebeausgangswelle(30) and the transmission output shaft (31) and the outer bearing seats (334A, 334B) for the rolling bearings (324A, 324B) of the second bearing device (324) in the transmission housing (23) for supporting the additional gear (34) and the transmission output shaft (31) are provided offset from one another in lateral regions of the gear housing (23), the lateral regions of the gear housing (23) each lying within an axial projection of the tip circle diameter of the internal toothing (36) of the further gear (304; 308). Auxiliary gearbox according to claim 6, characterized in that the external bearing seats (33A; 334A) arranged offset from one another in the gearbox housing (23) each have recesses (40, 41; 38, 39), each of which extends in the circumferential direction of the outer bearing seats (33A; 334A), the recesses (40, 41 or 38, 39) of the one outer bearing seat (33A or 33B) each being separated from the rolling bearing (324A or 32A) and the transmission output shaft
(31 ) durchgriffen werden, wenn das erste Wälzlager (32A oder 324A) der zweiten Lagereinrichtung (32 oder 324) in dem jeweils anderen Außenlagersitz (334A oder 33A) montiert ist. Hilfsgerätegetriebe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander versetzt im Getriebegehäuse (23) angeordneten Außenlagersitze (33B; 334B; 338B) für ein zweites Wälzlager (32B; 324B; 328B) der zweiten Lagereinrichtung (32; 324; 328) jeweils in verschiedenen Gehäusedeckeln (15; 37; 51 ) des Getriebegehäuses (23) vorgesehen sind, die jeweils mit Schnittstellen für die Hilfsgeräte ausgeführt sind, die jeweils mit Drehzahlen der Getriebeausgangswelle (31 ) innerhalb des unteren Drehzahlbereiches oder innerhalb des oberen Drehzahlbereiches anzutreiben sind. Hilfsgerätegetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenlagersitz (42; 428) eines ersten Wälzlagers (43A; 438A) der dritten Lagereinrichtung (43; 438) in dem Deckelelement (37; 51 ) ausgeführt ist, in dem der Außenlagersitz (334B; 338B) des Wälzlagers (324B; 328B) der zweiten Lagereinrichtung (324; 328) vorhanden ist. Hilfsgerätegetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenlagersitze (338A, 338B) der Wälzlager (328A, 328B) der zweiten Lagereinrichtung (328) in dem Deckelelement (51 ) ausgeführt sind, in dem der Außenlagersitz (428) des Wälzlagers (438A) der dritten Lagereinrichtung (438) ausgebildet ist. Hilfsgerätegetriebe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Wälzlager (438B) der dritten Lagereinrichtung (438) und das zweite Wälzlager (324A) der zweiten Lagereinrichtung (324) zur Lagerung des weiteren Zahnrades (308) und der Getriebeausgangswelle (31 ) im selben Außenlagersitz (33A, 438B) gelagert werden. Hilfsgerätegetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Zähnezahl der Innenverzahnung (36) des weiteren Zahnrades (324) und eine Zähnezahl des zusätzlichen Zahnrades (34) so aufeinander abgestimmt werden, dass eine Drehzahl der Getriebeausgangswelle (31 ) um das 1 ,05 bis das 5-fache größer als die Drehzahl des weiteren Zahnrades (324) ist. Hilfsgerätegetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (21 ) und das weitere Zahnrad (30; 304; 308) jeweils als Stirnrad ausgeführt sind. Hilfsgerätegetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Zahnrad (34) als Stirnrad ausgeführt ist und mit seiner stirnseitig ausgebildeten Verzahnung (35) mit der Innenverzahnung (36) des weiteren Zahnrades (304; 308) kämmt, wobei das weitere Zahnrad (304; 308) an seinem äußeren Umfang eine Verzahnung (49) aufweist, in deren Bereich das weitere Zahnrad (304; 308) mit dem als Stirnrad ausgeführten Zahnrad (21 ) in Zahneingriff steht. Hilfsgerätegetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Durchmesser von Innenlagersitzen (47, 48) der Wälzlager (43A, 43B) der dritten Lagereinrichtung (43) größer sind als der Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung (36) des weiteren Zahnrades (304) und kleiner sind als der Fußkreisdurchmesser des Zahnprofils (49) des weiteren Zahnrades (304), mit dem das weitere Zahnrad (304) mit dem Zahnprofil des Zahnrades (21 ) in Eingriff steht. Hilfsgerätegetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser eines Innenlagersitzes (478) des Wälzlagers (438A) der dritten Lagereinrichtung (438), das im Deckelelement (51 ) gelagert ist, größer ist als der Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung (36) des weiteren Zahnrades (308) und kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser des Zahnprofils (49) des weiteren Zahnrades (308), mit dem das weitere Zahnrad (308) mit dem Zahnprofil des Zahnrades (21 ) in Eingriff steht, während ein Durchmesser eines Innenlagersitzes (488) des anderen Wälzlagers (438B) der dritten Lagereinrichtung (438) kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung (36) des weiteren Zahnrades (308). (31) can be penetrated when the first rolling bearing (32A or 324A) of the second bearing device (32 or 324) is mounted in the other external bearing seat (334A or 33A). Auxiliary gearbox according to claim 6 or 7, characterized in that the external bearing seats (33B; 334B; 338B) arranged offset from one another in the gearbox housing (23) for a second rolling bearing (32B; 324B; 328B) of the second bearing device (32; 324; 328) each in various housing covers (15; 37; 51) of the transmission housing (23), each of which is designed with interfaces for the auxiliary devices, which are each to be driven at speeds of the transmission output shaft (31) within the lower speed range or within the upper speed range. Auxiliary gear transmission according to claim 8, characterized in that an outer bearing seat (42; 428) of a first rolling bearing (43A; 438A) of the third bearing device (43; 438) is designed in the cover element (37; 51), in which the outer bearing seat (334B; 338B) of the rolling bearing (324B; 328B) of the second bearing device (324; 328) is present. Auxiliary gearbox according to claim 8, characterized in that the outer bearing seats (338A, 338B) of the rolling bearings (328A, 328B) of the second bearing device (328) are designed in the cover element (51) in which the outer bearing seat (428) of the rolling bearing (438A) the third storage device (438) is formed. Auxiliary gearbox according to claim 9 or 10, characterized in that a second rolling bearing (438B) of the third bearing device (438) and the second rolling bearing (324A) of the second bearing device (324) for supporting the further gear (308) and the transmission output shaft (31) be stored in the same external bearing seat (33A, 438B). Auxiliary gear transmission according to one of claims 1 to 11, characterized in that a number of teeth of the internal toothing (36) of the further gear (324) and a number of teeth of the additional gear (34) are coordinated with one another in such a way that a speed of the transmission output shaft (31) is around 1.05 to 5 times greater than the speed of the other gear (324). Auxiliary gear transmission according to one of claims 1 to 12, characterized in that the gear (21) and the further gear (30; 304; 308) are each designed as a spur gear. Auxiliary device transmission according to one of claims 1 to 13, characterized in that the additional gear (34) is designed as a spur gear and meshes with its front-side toothing (35) with the internal toothing (36) of the further gear (304; 308), whereby the further gear (304; 308) has teeth (49) on its outer circumference, in the area of which the further gear (304; 308) is in tooth engagement with the gear (21) designed as a spur gear. Auxiliary gearbox according to one of claims 9 to 14, characterized in that the diameter of the inner bearing seats (47, 48) of the rolling bearings (43A, 43B) of the third bearing device (43) is larger than the root diameter of the internal toothing (36) of the further gear (304) and are smaller than the root diameter of the tooth profile (49) of the further gear (304), with which the further gear (304) engages with the tooth profile of the gear (21). Auxiliary gearbox according to one of claims 9 to 14, characterized in that a diameter of an inner bearing seat (478) of the rolling bearing (438A) of the third bearing device (438), which is mounted in the cover element (51), is larger than the root diameter of the internal toothing (36 ) of the further gear (308) and is smaller than the root diameter of the tooth profile (49) of the further gear (308), with which the further gear (308) engages with the tooth profile of the gear (21), while a diameter of an inner bearing seat (488) of the other rolling bearing (438B) of the third bearing device (438) is smaller than the root diameter of the internal toothing (36) of the further gear (308).
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