本發(fā)明涉及用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的螺母，該螺母尤其是用于軸向地鎖定軸承套圈。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)具體包括us-a-3915523，us-a-6142729，us-a1-2006/251512，us-a1-2003/044097以及us-a1-2009/034896。

渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括用于對(duì)諸如軸的部件進(jìn)行導(dǎo)向并使其居中的軸承。減摩類型的軸承包括兩個(gè)套圈，該兩個(gè)套圈分別為內(nèi)套圈和外套圈，諸如滾珠軸承或滾軸的減摩軸承位于這兩個(gè)套圈之間，這兩個(gè)套圈能夠通過(guò)被插入在套圈之間的環(huán)形籠而被保持在距彼此一定距離處。

圖1摘錄自本申請(qǐng)人之前的申請(qǐng)fr-a1-2976623，如在圖1中可看到的，每個(gè)軸承10一般通過(guò)在軸的圓柱形表面12上軸向地滑動(dòng)，直到其內(nèi)套圈14被軸向地支撐抵靠在軸的環(huán)形肩部16而被安裝在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)軸(或由軸支撐的元件)上。然后內(nèi)套圈14通過(guò)被旋擰到軸上的螺母18而被軸向地鎖定抵靠在肩部16，并且該螺母的一個(gè)端部被軸向地支撐在內(nèi)套圈14上。每個(gè)軸承10的外套圈15一般被附接到軸承支架17、19，所述支架在這種情況下充當(dāng)被插入在套圈之間的籠。

同樣如從圖1可看到的，已知的是將鎖定構(gòu)件20與螺母接合以便確保所述螺母不能相對(duì)于其上安裝有螺母的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

在本發(fā)明的上下文中，由圖1中的參考符號(hào)a所指示的以及圖2中的放大圖中所示出的環(huán)境是特別值得關(guān)注的(盡管圖1和圖2中所示出的技術(shù)是不同的)。

所述圖2示出了螺母18的上述鎖定構(gòu)件20位于螺母的位于與軸承10相反的側(cè)部上的端部處。所述鎖定構(gòu)件20包括軸向圓柱形邊緣，該軸向圓柱形邊緣包括徑向凹部的在其間限定出軸向齒的環(huán)形排。所述鎖定構(gòu)件20與軸的相似的鎖定構(gòu)件22徑向?qū)R。鎖定套圈24被應(yīng)用到鎖定構(gòu)件20、22，并且包括徑向凸耳，該徑向凸耳被插入在所述鎖定構(gòu)件的齒之間以確保螺母不會(huì)相對(duì)于軸旋轉(zhuǎn)。鎖定套圈24通過(guò)軸向平移而被應(yīng)用至鎖定構(gòu)件20、22，并且通過(guò)彈性擋圈26被軸向地保持在鎖定位置中，該彈性擋圈被軸向地支撐在套圈24上，并且被插入在構(gòu)件20的軸向圓柱形邊緣中的徑向內(nèi)環(huán)形凹槽中以用于鎖定螺母。

在由圖2所示的本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)中，可觀察到螺母18通過(guò)密封機(jī)構(gòu)28被軸向地支撐在軸承10的內(nèi)套圈14上，該密封機(jī)構(gòu)在航空領(lǐng)域中通常被稱為“旋轉(zhuǎn)迷宮(rotatinglabyrinth)”。所述密封機(jī)構(gòu)28包括具有u形或c形軸向部段的部分，在這種情況下，該u形或c形軸向部段的開(kāi)口向下游(參考渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣體的流動(dòng))軸向地打開(kāi)，并且該u形或c形軸向部段包括兩個(gè)基本圓柱形的環(huán)形壁，該兩個(gè)基本圓柱形的環(huán)形壁分別為一個(gè)延伸到另一個(gè)內(nèi)部的內(nèi)壁30和外壁32。內(nèi)壁30在其下游端部包括環(huán)形邊緣34，該環(huán)形邊緣徑向地向內(nèi)延伸，并且在軸承10的內(nèi)套圈14和螺母18之間被軸向地夾緊。外壁32通過(guò)其下游端部被連接到徑向環(huán)形壁36，該徑向環(huán)形壁向外延伸并形成導(dǎo)向裝置或投放-發(fā)射裝置(drop-launcher)。外壁32和徑向壁36由發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩(chambercowling)89的一部分所圍繞，動(dòng)態(tài)密封系統(tǒng)40被安裝在外壁32和發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩89之間。在本申請(qǐng)中，動(dòng)態(tài)密封被理解為意思是指在相對(duì)于彼此可移動(dòng)的尤其是可旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)的兩個(gè)部件之間產(chǎn)生的密封。機(jī)構(gòu)的外壁32包括由設(shè)置有涂層的圓柱形表面形成的密封構(gòu)件38，該涂層用于使表面硬化并提高摩擦系數(shù)，并與元件41配合，該元件為密封系統(tǒng)40的部分。所述密封系統(tǒng)40由螺旋件43來(lái)補(bǔ)充，該螺旋件與由外壁32所承載的軸向凹槽42接合，以便保護(hù)密封系統(tǒng)40免受能夠到達(dá)密封系統(tǒng)的油所污染，更具體地，這種油用于對(duì)軸承10進(jìn)行潤(rùn)滑。元件41在密封構(gòu)件38上的摩擦產(chǎn)生熱量，這需要對(duì)外壁32進(jìn)行冷卻。所述冷卻由來(lái)自噴油嘴80的油82的射流產(chǎn)生，該噴油嘴被定向在密封機(jī)構(gòu)28的u形或c形的軸向部段內(nèi)。

此外，如從圖2能看到的，發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩89的一部分由渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的一部分所圍繞，并且尤其是由風(fēng)扇盤44所圍繞。

在風(fēng)扇葉片發(fā)生退化或破裂的情況下(幸運(yùn)的是這種情況是罕見(jiàn)的)，可觀察到在發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩89和風(fēng)扇盤44之間存在與相當(dāng)大的力發(fā)生接觸的風(fēng)險(xiǎn)。該問(wèn)題的一種解決方案將包括增加這些部件之間的間隙。然而，由于風(fēng)扇盤44不能被容易地修改(尤其是因?yàn)槌叽鐔?wèn)題)，以及軸承10不能被容易地移動(dòng)(尤其是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)架構(gòu)缺乏靈活性)，因此必須考慮另一種解決方案。

本發(fā)明提供了一種可解決這種問(wèn)題的簡(jiǎn)單、有效且經(jīng)濟(jì)的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明提出了一種用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的螺母，該螺母尤其是用于軸向地鎖定軸承套圈，該螺母包括用于旋擰到渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的部件上的螺紋，以及用于確保螺母不會(huì)相對(duì)于所述部件旋轉(zhuǎn)的鎖定構(gòu)件，螺母進(jìn)一步包括至少一個(gè)動(dòng)態(tài)密封構(gòu)件，其特征在于，該螺母包括具有基本為c形或u形的軸向部段的部分，該基本為c形或u形的軸向部段的開(kāi)口被軸向地定向，所述部分包括兩個(gè)基本為圓柱形的壁，所述兩個(gè)基本為圓柱形的壁分別為內(nèi)圓柱形壁和外圓柱形壁，所述螺紋位于內(nèi)圓柱形壁上，并且所述動(dòng)態(tài)密封構(gòu)件位于外圓柱形壁上。

因此，本發(fā)明提出了將現(xiàn)有技術(shù)的密封機(jī)構(gòu)的功能整合到螺母中。換句話說(shuō)，本發(fā)明提出將由現(xiàn)有技術(shù)的密封機(jī)構(gòu)和螺母形成的組件接合到一個(gè)元件中并且是相同的元件中。這種接合尤其能夠通過(guò)減小組件的直徑而減小所述組件的體積，尤其是徑向體積。在以上描述的具體情況下，這種體積的減小能夠設(shè)想到增加軸承支架和風(fēng)扇盤之間的軸向間隙，并因此能夠在風(fēng)險(xiǎn)葉片損壞的情況下限制這些部件之間發(fā)生接觸的風(fēng)險(xiǎn)。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的螺母包括兩個(gè)獨(dú)立的動(dòng)態(tài)密封構(gòu)件。

例如，所述密封構(gòu)件或每個(gè)密封構(gòu)件包括一系列的環(huán)形擦拭件、密封表面、螺旋件、新月形的孔或用于提高螺旋件的有效性的凹槽，和/或迷宮式密封接合件的元件。

螺母可包括外徑向壁，該外徑向壁例如形成導(dǎo)向裝置，優(yōu)選地，該導(dǎo)向裝置被設(shè)計(jì)成保護(hù)動(dòng)態(tài)密封構(gòu)件。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，螺母包括具有基本為c形或u形的軸向部段的部分，該基本為c形或u形的軸向部段的開(kāi)口被軸向地定向，并且這能夠允許密封構(gòu)件通過(guò)油的射流而被冷卻。所述部分可包括兩個(gè)基本為圓柱形的壁，該兩個(gè)基本為圓柱形的壁分別為內(nèi)壁和外壁，所述螺紋位于內(nèi)圓柱形壁上，并且動(dòng)態(tài)密封構(gòu)件中的至少一個(gè)位于外圓柱形壁上。螺母的外徑向壁可位于所述外圓柱形壁的下游端部。

優(yōu)選地，另一動(dòng)態(tài)密封構(gòu)件位于所述內(nèi)圓柱形壁的上游的軸向延伸部上。

有利地，螺母包括居中構(gòu)件，該居中構(gòu)件獨(dú)立于所述螺紋，并且被設(shè)計(jì)成與所述部件接合。

優(yōu)選地，鎖定構(gòu)件包括內(nèi)徑向邊緣，該內(nèi)徑向邊緣包括軸向凹部，該軸向凹部被設(shè)計(jì)成接納鎖定套圈的軸向凸耳。

有利地，所述開(kāi)口被設(shè)計(jì)成限定出冷卻腔，尤其是在開(kāi)口的至少一個(gè)壁上受到油的影響而限定出冷卻腔。

本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，該渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括承載軸承套圈的諸如軸的部件，該軸承套圈通過(guò)上述類型的螺母被軸向地鎖定。

優(yōu)選地，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括至少一個(gè)噴油嘴，該至少一個(gè)噴油嘴被設(shè)計(jì)成將油噴射到螺母的所述開(kāi)口中。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀下文中以非限制性示例的方式并參照附圖給出的說(shuō)明，本發(fā)明將被更好地理解，并且本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，在附圖中：

-圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性軸向截面半視圖，

-圖2為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于將軸承套圈和密封機(jī)構(gòu)軸向地鎖定的螺母的示意性軸向截面半視圖，

-圖3為根據(jù)本發(fā)明的用于將軸承套圈軸向地鎖定的螺母的示意性軸向截面半視圖，該螺母包括與軸中的凹部互鎖的齒，

-圖4為圖3的鎖定套圈的示意性透視圖，

-圖5為圖3的螺母的示意性透視圖，以及

-圖6和圖7為圖3的螺母的其他的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1和圖2已在上文中描述，并示出了本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。

圖3至圖7示出了用于將渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)軸承110的內(nèi)套圈114進(jìn)行鎖定的螺母118的實(shí)施例。如在上文中參照?qǐng)D1和圖2所描述的，軸承110通過(guò)在軸的圓柱形表面112上軸向地滑動(dòng)，直到其內(nèi)套圈114被軸向地支撐抵靠在軸的環(huán)形肩部116而被安裝在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)軸(或由軸支撐的元件)上。然后內(nèi)套圈114通過(guò)螺母118被軸向地鎖定抵靠在肩部116，該螺母被旋擰到軸上，并且該螺母的一個(gè)端部被軸向地支撐在內(nèi)套圈114上。軸承的外套圈未被示出，并且被固定到發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩189。

螺母118從上游(附圖中的左側(cè))被旋擰到軸上并且包括內(nèi)螺紋146，該內(nèi)螺紋被設(shè)計(jì)成與軸的互補(bǔ)的外螺紋接合，軸的互補(bǔ)的外螺紋直接位于表面112的上游。

在所示出的示例中，螺母118包括具有基本為u形或c形的軸向部段的部分，在這種情況下，該u形或c形軸向部段的開(kāi)口被軸向地定向在下游(圖3中的右側(cè)，由av所指示)。因此，螺母118包括兩個(gè)基本為圓柱形的環(huán)形壁，該兩個(gè)基本為圓柱形的環(huán)形壁分別為一個(gè)延伸到另一個(gè)內(nèi)部的內(nèi)壁130和外壁132。壁130、132在其上游端部通過(guò)基本徑向的壁133被互連。

內(nèi)壁130在其下游端部包括螺紋146。內(nèi)壁130進(jìn)一步包括在螺紋146的上游(在圖3中朝向左側(cè)，由參考符號(hào)am所指示)向內(nèi)徑向延伸的環(huán)形邊緣148。所述邊緣148被設(shè)計(jì)成與軸接合以形成用于使螺母118居中的構(gòu)件。在這種情況下，邊緣148包括徑向內(nèi)圓柱形表面，該徑向內(nèi)圓柱形表面用于在軸的圓柱形表面150上滑動(dòng)。所述居中構(gòu)件可以是重要的以用于保證稍后將被提及的密封構(gòu)件的適當(dāng)?shù)墓δ堋?/p>

內(nèi)壁130進(jìn)一步包括在邊緣148的上游向內(nèi)徑向延伸的環(huán)形邊緣152。所述邊緣152包括軸向凹部的環(huán)形排，該軸向凹部的環(huán)形排均勻地分布并且在其間限定出徑向齒152a。邊緣152具有的內(nèi)徑小于邊緣148的內(nèi)徑，以這種方式使得在螺母118的組裝位置中，所述凹部中的一個(gè)與軸中的軸向凹部中的一個(gè)軸向地對(duì)齊。在這種情況下，軸的軸向齒154由軸的軸向圓柱形邊緣形成，該軸向圓柱形邊緣在上游延伸并且包括徑向凹部的環(huán)形排，該環(huán)形排在其間限定出軸的齒154。在圖3中所示出的組裝位置中，邊緣152的徑向齒152a位于距軸中的凹部較近的軸向距離處，齒154位于徑向齒152a與凹部之間。所述齒形成鎖定構(gòu)件120，該鎖定構(gòu)件120與鎖定套圈156配合以確保螺母118不會(huì)相對(duì)于軸旋轉(zhuǎn)。

在圖4中可更容易地看到鎖定套圈156。所述套圈具有360°的連續(xù)形狀，并且包括軸向凸耳158以及至少一個(gè)更長(zhǎng)的軸向凸耳159，這些軸向凸耳向下游延伸。所述凸耳158和159的數(shù)量以適當(dāng)?shù)姆绞奖贿x擇，所述凸耳158和159圍繞套圈156的回轉(zhuǎn)軸線均勻地分布。套圈156從上游被平移地安裝到邊緣152的齒上以及軸的齒154上，套圈的凸耳158和159用于插入在所述齒之間，所述齒在圓周方向中與凸耳158和159的圓周端部接觸以確保上述的禁止旋轉(zhuǎn)。僅凸耳159被插入在軸的事先與螺母118的凹部對(duì)齊的凹部中。如從圖3中可看到的，邊緣148、152通過(guò)壁130的向內(nèi)徑向打開(kāi)的第一環(huán)形凹槽160而互相分離，并且邊緣148和螺紋146通過(guò)壁130的向內(nèi)徑向打開(kāi)的第二環(huán)形凹槽160而互相分離。

內(nèi)壁130進(jìn)一步包括在邊緣152的上游向內(nèi)徑向打開(kāi)的環(huán)形凹槽162，在該環(huán)形凹槽中安裝有環(huán)形彈性擋圈126的外周，該環(huán)形彈性擋圈能夠被軸向地支撐在套圈156上以將所述套圈軸向地維持在上述的位置中以用于鎖定螺母118。如從圖5中可看到的，所述凹槽162不是360°連續(xù)的，并且由邊緣152中的上述的軸向凹部所中斷，所述凹部軸向地延伸，遠(yuǎn)至凹槽162所處的區(qū)域中。如將在下文中描述的，所述凹部可被設(shè)計(jì)成與用于擰緊/旋松螺母118的工具接合。

螺母118的內(nèi)壁130在上游越過(guò)壁133軸向地延伸，并且限定出承載第一密封構(gòu)件的上游軸向圓柱形邊緣。在這種情況下，所述第一密封構(gòu)件是一系列外環(huán)形擦拭件164，該一系列外環(huán)形擦拭件與由發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩189承載的耐磨材料層166接合。包括擦拭件164和耐磨層166的組件形成動(dòng)態(tài)密封系統(tǒng)或接合件，在這種情況下，動(dòng)態(tài)密封系統(tǒng)或接合件是迷宮類型的。

外壁132通過(guò)其下游端部被連接到徑向壁136，該徑向壁向外延伸并形成導(dǎo)向裝置或投放-發(fā)射裝置。外壁132和徑向壁136被發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩189所圍繞。動(dòng)態(tài)密封系統(tǒng)140被安裝在外壁132和發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩189之間。所述系統(tǒng)140包括摩擦元件141，該摩擦元件與外壁132的密封構(gòu)件138或表面配合。表面138覆蓋有涂層，該涂層用于使所述表面硬化并提高與摩擦元件141的摩擦系數(shù)。摩擦元件141在密封構(gòu)件138上的摩擦產(chǎn)生熱量，從而需要對(duì)外壁132進(jìn)行冷卻。所述冷卻由來(lái)自噴油嘴180的油182的射流產(chǎn)生，該噴油嘴被定向在密封機(jī)構(gòu)的u形或c形的軸向部段內(nèi)。

由壁136形成的導(dǎo)向裝置被安裝以保護(hù)油腔的動(dòng)態(tài)密封接合件，油腔位于壁136的下游并且是用于潤(rùn)滑軸承110所必需的，并且因此在運(yùn)行中被噴射。如果沒(méi)有所述導(dǎo)向裝置，則腔的密封接合件將充滿油，并且不能再保證其使腔進(jìn)行通風(fēng)的功能。

即使這種保護(hù)將是不充足的，密封系統(tǒng)140可由螺旋件143來(lái)補(bǔ)充，該螺旋件與外壁132中的新月形的孔142或軸向凹槽接合，以便保護(hù)密封系統(tǒng)140免受來(lái)自腔的油的污染。新月形的孔或軸向凹槽用于提高螺旋件143的有效性。

此外，如從圖3可看到的，發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩189的一部分由渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的一部分所圍繞，并且尤其是由風(fēng)扇盤144所圍繞。

因此，本發(fā)明提出了將現(xiàn)有技術(shù)的密封機(jī)構(gòu)整合到螺母118中，因此螺母包括多個(gè)功能：旋擰到軸上并且軸向地止擋內(nèi)軸承套圈114、通過(guò)邊緣148而把中心放在軸上、通過(guò)環(huán)156和邊緣152的齒來(lái)鎖定相對(duì)于軸的旋轉(zhuǎn)、在這種情況下密封構(gòu)件138的與擦拭件164的動(dòng)態(tài)密封、以及最后是通過(guò)軸向凹槽或新月形的孔142和由徑向壁136形成的導(dǎo)向裝置來(lái)保護(hù)動(dòng)態(tài)密封接合件。

關(guān)于圖2中所示出的現(xiàn)有技術(shù)，螺母118具有更小的直徑。具體通過(guò)消除現(xiàn)有技術(shù)中的邊緣34以及通過(guò)將機(jī)構(gòu)的內(nèi)壁30連接到螺母18的上游端部而使之成為可能。

根據(jù)本發(fā)明的螺母118能夠以以下方式安裝。軸承110通過(guò)從上游使其內(nèi)套圈在軸的圓柱形表面112上軸向地滑動(dòng)而被安裝在軸上。螺母118相對(duì)于軸被軸向地對(duì)齊并且被布置在軸承110的上游。所述螺母在下游沿軸的軸線平移地移動(dòng)，直到其螺紋146位于軸的螺紋的起始/上游處。然后，使用適當(dāng)?shù)墓ぞ邅?lái)使螺母旋轉(zhuǎn)并將螺母旋擰到軸上。所述工具可在邊緣152的區(qū)域中被接合在螺母118上，該工具能夠包括軸向齒，軸向齒被插入在所述邊緣152的上述的軸向凹部中。繼續(xù)旋擰直到螺母118被軸向支撐在內(nèi)套圈114上，然后該內(nèi)套圈被夾緊在螺母118和軸的肩部116之間。過(guò)扭矩被應(yīng)用到螺母118，以便使其中的凹部中的至少一個(gè)與軸中的至少一個(gè)凹部對(duì)齊。鎖定套圈156相對(duì)于軸被軸向地對(duì)齊并且被布置在螺母118的上游。鎖定套圈在下游沿軸的軸線平移地移動(dòng)，直到其凸耳158被插入在邊緣152的齒之間，以及較長(zhǎng)的凸耳159被插入在先前對(duì)齊的邊緣152和軸的齒154之間。然后，環(huán)形彈性擋圈126被安裝在凹槽中以將套圈154軸向地保持在其位置中以用于鎖定螺母118。為此，彈性擋圈126可被彈性地約束，以便減小其外直徑，直到彈性擋圈126能被插入到螺母內(nèi)以及凹槽162中為止。然后，被施加到彈性擋圈126的力被取消，使得彈性擋圈126能夠通過(guò)彈性復(fù)原而在凹槽162中恢復(fù)到其原始形狀。然后，發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩189可圍繞螺母118被安裝，以這種方式使得擦拭件164與耐磨層166對(duì)齊并使得密封元件138與摩擦元件141對(duì)齊。

有利地，螺母118在面臨渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的架構(gòu)約束時(shí)通過(guò)允許在緊湊性和易于組裝方面取得進(jìn)展而結(jié)合有諸如固定和密封的諸多功能。