排放的自对准滚子轴承
技术领域
[0001] 本
发明涉及
滚珠轴承的领域。这种类型的轴承通常包括两排滚子(所谓的球形滚子)以及球形滚动轨道，该球形滚动轨道设置在轴承的
外圈上。
[0002] 本发明更具体地涉及将润滑剂排放到这种类型的轴承外部，这种类型的轴承的球形外滚动轨道的凹入形状促进了润滑剂的停留。
[0003] 本发明优选地应用于飞行器涡轮螺旋桨发动机的减速器。
背景技术
[0004] 除了上述元件之外，球窝轴承还具有两个相对于轴承的轴线倾斜的滚动轨道，所述两个球形轨道形成在轴承的
内圈上。外轨道的球心位于轴承轴线处。因此，轴承具有自对准能
力并且保持容许例如由轴弯曲所引起的轴相对于轴承的不对准。这种类型的轴承特别地用于在两个方向上
支撑重的径向负载以及重的轴向负载。因此，这种类型的轴承完全适于植入飞行器涡轮发动机的减速器中，但是更普遍地适用于
轴承外圈在其中旋转的任何类型的机械组件。
[0005] 与这种类型的轴承相关的困难之一在于润滑剂的排放，该润滑剂通常从穿过内圈的内部通孔被引入。在滚子被润滑之后，润滑剂由于球形滚动轨道的凹部中的
离心力而被困留。因此，为了允许排放被困留的润滑剂，孔通常制成在形成该滚动轨道的外圈中。
[0006] 然而，这些穿过外圈的润滑剂排放孔显著地削弱了圈，该圈经受许多不同的且重复的
应力，诸如滚子的通过或者由于该滚子的旋转而产生的离心效应。此外，当外圈与
齿轮(诸如周转齿轮系的行星齿轮)成一体时，该行星齿轮与其他带齿元件的
啮合进一步增加了轴承外圈经受的应力。因此，该轴承外圈在疲劳状态下变得脆弱，并且针对其
质量的损害需要被加大尺寸。
发明内容
[0007] 为了至少部分地解决
现有技术实施例的缺点，本发明首先涉及一种根据
权利要求1的特征的球窝轴承。
[0008] 在操作中，本发明巧妙地利用了旋转外圈与第一旋转保持器之间的转速差。该速度差使得润滑剂能够在被限定在外圈与第一保持器之间的空间中围绕轴承的轴线移动。当该移动发生时，该润滑剂的流于是遇到一个或多个
挡板，该挡板将至少一部分所述流排放出轴承并排放到该轴承的一侧。
[0009] 这种实施润滑剂排放的方式使得能够省去轴承的外圈中的排放孔。这有利于该轴承的制造，并且改进了疲劳强度。此外，外圈不再需要被加大尺寸，这有利地产生了不可忽略的质量增益。
[0010] 另外，挡板在第二轴向方向上延伸超过第一保持器，以便
覆盖第二保持器的一部分。这种布置使得能够收集更多的润滑剂。另外，被困留在外轨道中的润滑剂的高度被降低远离所述轨道的中心，这对于具有较大未对准的轴承而言更好。
[0011] 本发明优选地提供以下独立或组合使用的可选特征中的至少一个特征。
[0012] 所述挡板还在第一保持器的周向上在两个直接相邻的滚子之间延伸，以便进一步更好地朝向轴承的提取润滑剂的一侧引导润滑剂。
[0013] 出于相同的目的，所述挡板在第一轴向方向上延伸到第一保持器的位于轴承的第一侧处的端部。这使得能够更好地引导润滑剂，直至该润滑剂朝向轴承的一侧被提取。
[0014] 每个挡板优选地具有润滑剂偏转表面，该润滑剂偏转表面平行于轴承的轴线或者沿周向倾斜，使得每个挡板的两个相对的轴向端部在周向上彼此偏移。在后一种情况下，在不脱离本发明的范围的情况下，也可以设想将斜坡形状用于偏转表面。因此，该偏转表面不一定是平面的。
[0015] 本发明的主题还在于一种用于驱动飞行器涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨的减速器，所述减速器包括周转齿轮系，该周转齿轮系包括至少一个如上所述的滚珠轴承，该至少一个滚珠轴承与周转齿轮系的行星齿轮中的一个行星齿轮相关联。
[0016] 更优选地，周转齿轮系包括：
[0017] -固定的圈形齿轮；
[0018] -行星齿轮；
[0019] -行星齿轮架；
[0020] -太阳齿轮；和
[0021] -至少一个滚珠轴承，该至少一个滚珠轴承与行星齿轮中的一个行星齿轮相关联，使得行星齿轮的毂部构成轴承的所述旋转外圈。
[0022] 最后，本发明涉及一种包括这种减速器的飞行器涡轮螺旋桨发动机，其中所述行星齿轮架或所述太阳齿轮驱动涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨。
[0023] 本发明的其他优点和特征将通过以下详细的非限制性描述中变得清晰。
附图说明
[0024] 本说明将参考附图来给出，在附图中；
[0025] -图1示出了根据本发明的飞行器涡轮螺旋桨发动机的示意性侧视图；
[0026] -图2示出了前一附图中所示的周转齿轮系的轴向半截面的放大图；
[0027] -图3示出了前一附图中所示的周转齿轮系的行星齿轮的透视局部视图，行星齿轮与特定于本发明的轴承相关联；
[0028] -图4是前一附图中所示的轴承的内部部分的透视图；
[0029] -图5是前一附图中所示的轴承的一部分的前视图；和
[0030] -图6是根据替代实施例的类似于前一附图的视图。
具体实施方式
[0031] 首先参考图1，示出了根据本发明的用于飞行器的涡轮螺旋桨发动机1。涡轮螺旋桨发动机以传统的方式包括螺旋桨2，该螺旋桨2可以围绕旋
转轴线4旋转，螺旋桨轴5
定心在该
旋转轴线4上。螺旋桨2的速度优选地约为1000rpm至1500rpm，输出
扭矩约为30kNm。
[0032] 在螺旋桨2的下游侧处，涡轮螺旋桨发动机1包括空气入口6，该空气入口6例如位于螺旋桨的旋转轴线4的竖直下方。对此，值得注意的是，在整个
说明书中，参考空气流过螺旋桨2的主方向使用术语“上游”和“下游”，该方向平行于轴线4并且由图1中的箭头8示意性地示出。
[0033] 空气入口6向
压缩机或一组压缩机10供应空气，该压缩机或一组压缩机的下游存在
燃烧室12。来自燃烧室的气体在涡轮或一组涡轮14中膨胀，这驱动了
驱动轴或一组轴16。该轴16与螺旋桨轴5相距一距离并且平行于该螺旋桨轴5，并且该轴驱动减速器18，该减速器进而驱动螺旋桨轴5。驱动轴16、一组压缩机10、燃烧室12和一组涡轮14定心在轴线20上，该轴线平行于
叶轮2的旋转轴线4，空气入口6位于该轴线20的竖直下方。
[0034] 减速器18(也称为变速箱)对应于尤其包括周转齿轮系22的齿轮箱，将参考图2对该周转齿轮系进行详细描述。
[0035] 周转齿轮系22首先包括固定的圈24，该固定的圈24是内部带齿的并且定心在轴线4上。该固定的圈24与行星齿轮26啮合，该行星齿轮的数量例如设置在3个至6个之间。行星齿轮26由定心在轴线4上的行星齿轮架28支撑。此外，周转齿轮系22包括太阳齿轮30，该太阳齿轮也定心在轴线4上并且与行星齿轮26啮合。在这种构造中，定心在轴线4上的太阳齿轮轴32是周转的，该太阳齿轮轴本身由减速器的其他元件驱动旋转。圈24是涡轮螺旋桨发动机的
定子的一部分，并且该圈优选地形成减速器的壳体。行星齿轮架的毂部28a旋转连接并且固定到螺旋桨轴5，以便驱动叶轮旋转。然而，其他布置也是可能的，例如通过太阳齿轮轴32而不是通过行星齿轮架28来驱动螺旋桨。
[0036] 为了确保行星齿轮在行星齿轮架的指状物28b上旋转，提供了特定于本发明的轴承40。这些轴承是滚子轴承，也称为滚珠轴承。现在将参考图2至图5对这些轴承中的一个轴承进行描述。
[0037] 轴承40是滚子42上的球窝轴承。这些滚子被称为球形滚子。滚子42被夹在旋转外圈44与内圈46之间，该内圈与行星齿轮架的指状物28b成一体地旋转。内圈46在外部限定出两个滚动轨道48，这两个滚动轨道相对于轴承50的轴线倾斜，另一方面，球形滚动轨道52设置在轴承的外圈44的内部。外滚动轨道的球心位于轴承轴线处。在此，该外圈44具有是行星齿轮26的一体部件的特殊性，该外圈形成该行星齿轮的毂部。换句话说，行星齿轮的毂部/缘部与所述行星齿轮的其余部分制成一体件。
[0038] 轴承40具有呈第一环形排54a的滚子42，该滚子由第一旋转保持器56a相对于彼此保持。保持器56a定心在滚动轴线50上，并且具有容纳滚子的通孔。类似地，轴承40具有呈第二环形排54b的滚子42，该滚子由在其之间的第二旋转保持器56b相对于彼此保持。
[0039] 在本说明书的其余部分中，限定了两个相对的轴向方向，这两个相对的轴向方向均平行于滚动轴线50。首先，第一轴向方向60a从第二保持器56b延伸到第一保持器56a，相反的第二轴向方向60b从第一保持器56a延伸到第二保持器56b。
[0040] 本发明的一个特征在于，在第一保持器56a的外表面上存在一个或多个挡板62，该一个或多个挡板被布置成允许润滑剂在第一轴向方向60a上朝向轴承的第一侧64a排放。在图4和图5中可见的挡板62的数量可以根据需要改变。挡板62可以在轴承的周向66上被布置在每对两个直接相邻的滚子42之间，或者仅布置在这些对滚子中的某些对滚子之间。在所示的实施例中，存在4个至6个围绕保持器规则地分布的挡板。
[0041] 因此，每个挡板62优选地在两个直接相邻的滚子42之间延伸，但是也在第二轴向方向60b上延伸经过这两个滚子。在操作中，润滑剂通过贯穿内圈46的孔65被径向地引入，在对滚子42进行润滑之后，润滑剂被以离心的方式引导到球形滚动轨道52的凹部中。然而，外圈44以与其相关联的行星齿轮的速度旋转，并且该速度大于保持器的速度。通过指示，第一保持器56a比行星齿轮26旋转得慢1.5至2倍，从而有利地利用旋转外圈44与第一旋转保持器56a之间的转速差，使润滑剂在被限定在外圈44与第一保持器56a之间的空间中围绕轴承50的轴线运动。当该润滑剂流70(在图4中示意性地示出)发生时，该润滑剂流于是遇到挡板62，该挡板使该流在第一轴向方向60a上转向，从而使得能够通过轴承22的第一侧64a将该流70的至少一部分排放到该轴承的外部。
[0042] 在图5中，示出了挡板62可以沿着第一方向60a轴向延伸，使得该挡板的端部在同一第一轴向方向60上与保持器的端部相距一距离。根据图6中所示的替代实施例，挡板62在第一轴向方向60a上进一步延伸，使得该挡板的轴向端部在同一第一轴向方向60a上位于保持器的端部处。这允许润滑剂流70更好地转向并且将该润滑剂流引导到轴承的第一侧64a。
[0043] 在第二轴向方向60b上，挡板62延伸超过两个滚子42，以便更好地捕获旋转的润滑剂。此外，为了进一步增加这种润滑剂的收集，挡板62还被布置成延伸超过第一保持器56a，以覆盖第二保持器56b的一部分。然而，为了使本发明的这种特殊性不干扰第二保持器56b的旋转，挡板62不会延伸到第二环形排54b的滚子。还是为了捕获大部分的流70，挡板62径向延伸，以在不与球形滚动轨道52
接触的情况下尽可能近地接近该球形滚动轨道，以便避免阻碍轴承的运动性。
[0044] 如在图5中最佳地可见的，挡板62具有沿周向66倾斜的润滑剂偏转表面74，使得该挡板的两个相对的轴向端部在该同一方向66上彼此偏移。当润滑剂流70被设定成在外圈44与两个保持器56a、56b之间运动时，偏转表面74受到润滑剂流的影响。该偏转表面如图5中所示是平坦的，或者呈斜坡的形式。替代地，在不脱离本发明的范围的情况下，该偏转表面74可以平行于滚动轴线50或者仅相对于该滚动轴线略微倾斜。
[0045] 第一轴承保持器56a优选地通过
增材制造或通过聚醚醚
酮(PEEK)
聚合物注射来生产。事实上，这两种技术非常适于得到其外表面包括径向突起以便形成挡板62的环形保持器。
[0046] 当然，本领域技术人员可以通过非限制性示例对刚刚描述的本发明进行各种
修改。
