(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジェットエンジン用のロータを弾性的に軸受けするための軸受装置であって、
ロータを支持する軸受と、
軸受よりも外方に配置される回転部分支持体に連結される軸受支持体と、
軸受に対して同心に配置され、軸受支持体を同心的に取り巻く複数のたわみ弾性のロッドを有するばね保持器と、を備え、
軸受はばね保持器及び軸受支持体を介して回転部分支持体に取りつけられており、
回転部分支持体と軸受支持体の間に同心に配置され、一定の荷重を越えるラジアル荷重で径方向に退避するように壊れる使用限度破壊セクションが設けられ、該破壊セクションがスポーク状に配置された複数の要素を有しており、
周方向に交互に前記ロッドと前記要素が配置されていることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
使用限度破壊セクション（８）は、回転部分支持体（７）と結合された半径方向外側の要素（９ｂ）と、軸受支持体（５）と結合された半径方向内側の要素（９ａ）とを備え、これら要素（９ａ，９ｂ）はロータと同心に配置され、それらの結合部に一つまたは複数の使用限度破壊部を備えることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記半径方向外側の要素（９ｂ）と半径方向内側の要素（９ａ）の一方または両方はフランジ状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の軸受装置。
【請求項４】
半径方向外側の要素（９ｂ）と半径方向内側の要素（９ａ）との間に形成された前記一つまたは複数の使用限度破壊部は環状に配置されることを特徴とする請求項２に記載の軸受装置。
【請求項５】
使用限度破壊部が半径方向外側の要素（９ｂ）と半径方向内側の要素（９ａ）との間を結合する薄壁状の横断面で作られていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載の軸受装置。
【請求項６】
使用限度破壊セクション（８）が軸方向に距離（ａ）で位置ずれした２つの同軸の要素（９ａ，９ｂ）を備え、両要素は比較的僅かの半径方向の厚み（ｄ）を持った環状のブリッジ（１０）を介して実質的に一体に結合されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の軸受装置。
【請求項７】
軸受装置の直径（Ｄ）対前記半径方向の厚み（ｄ）比Ｄ：ｄが１０よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の軸受装置。
【請求項８】
使用限度破壊セクション（８）が回転部分支持体（７）および／または軸受支持体（５）と取りはずし可能に結合されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の軸受装置。
【請求項９】
軸受装置が、回転部分支持体（７）とロータ（１）の間に配置されたパッキング（１１）と、回転部分支持体（７）に取付けられて該パッキング（１１）を支持し、半径方向外側に退避するように変形可能に構成されるか、または別の使用限度破壊セクション（８′）を有するように構成されるパッキング支持体（１２）とを備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の軸受装置。
【請求項１０】
回転部分支持体（７）と軸受支持体（５）との間に軸受（４）への液状潤滑材用の半径方向に移動する供給路（１３）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の軸受装置。
【請求項１１】
ロータ（１）が回転部分支持体（７）に弾性的に支承されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の軸受装置。
【請求項１２】
軸受支持体（５）が、軸受（４）の半径方向外側の軸受リング（６）と前記ロッド（１６）を介して接続されることを特徴とする請求項１１に記載の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体用の軸受装置に関し、特にジェットエンジン用のロータをばね弾性で軸受けするための軸受装置であって、軸受支持体及び軸受に対して同心に配置されたばね保持器を介して回転部分支持体に取りつけられた軸受を備え、前記ばね保持器は複数の軸受支持体を同心に取り巻くたわみ弾性のロッドを備える軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばローラー軸受の場合固定軸受と自由軸受とからなるジェットエンジンのロータのころがり軸受けは動的負荷および静的負荷に対して堅固に設計されている。駆動中に例えばアンバランスによるロータの軸受の予想されなかった高い応力が発生し、そのときに生ずる力は回転部分支持体を介して、例えばケーシングに伝達される。そのときに生ずる力によってケーシングは破壊される。例えば航空機用のターボジェットの場合このような極端な負荷のケースは圧縮機またはファンの領域にある羽根の破壊によって引き起こされる。そのとき切り離された羽根板はロータの後続の羽根に衝突し、その結果軸受力は極端に高まり高まった軸受力は軸受支持体を介してケーシングまたは駆動装置懸架部に負荷される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、損傷が発生したとき、回転部分支持体またはケーシングの損傷または破壊を十分に排除することができる上記の軸受装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、本発明により、「ジェットエンジン用のロータを弾性的に軸受けするための軸受装置であって、ロータを支持する軸受と、軸受よりも外方に配置される回転部分支持体に連結される軸受支持体と、軸受に対して同心に配置され、軸受支持体を同心的に取り巻く複数のたわみ弾性のロッドを有するばね保持器と、を備え、軸受はばね保持器及び軸受支持体を介して回転部分支持体に取りつけられており、回転部分支持体と軸受支持体の間に同心に配置され、一定の荷重を越えるラジアル荷重で径方向に退避するように壊れる使用限度破壊セクションが設けられ、該破壊セクションがスポーク状に配置された複数の要素を有しており、周方向に交互に前記ロッドと前記要素が配置されていることを特徴とする軸受装置。」によって解決される。
【０００５】
本発明の軸受装置において、好ましくは、使用限度破壊セクション８は、回転部分支持体７と結合された半径方向外側の要素９ｂと、軸受支持体５と結合された半径方向内側の要素９ａとを備え、これら要素９ａ，９ｂはロータと同心に配置され、それらの結合部に一つまたは複数の使用限度破壊部を備える。
【０００６】
本発明の軸受装置において、好ましくは、前記半径方向外側の要素９ｂと半径方向内側の要素９ａの一方または両方はフランジ状に形成されている。
【０００７】
本発明の軸受装置において、好ましくは、半径方向外側の要素９ｂと半径方向内側の要素９ａとの間に形成された前記一つまたは複数の使用限度破壊部は環状に配置される。
【０００８】
本発明の軸受装置において、好ましくは、使用限度破壊部が半径方向外側の要素９ｂと半径方向内側の要素９ａとの間を結合する薄壁状の横断面で作られている。
【０００９】
本発明の軸受装置において、好ましくは、使用限度破壊セクション８が軸方向に距離ａで位置ずれした２つの同軸の要素９ａ，９ｂを備え、両要素は比較的僅かの半径方向の厚みｄを持った環状のブリッジ１０を介して実質的に一体に結合されている。
【００１０】
本発明の軸受装置において、好ましくは、軸受装置の直径Ｄ対前記半径方向の厚みｄ比Ｄ：ｄが１０よりも大きい。
【００１１】
本発明の軸受装置において、好ましくは、使用限度破壊セクション８が回転部分支持体７および／または軸受支持体５と取りはずし可能に結合されている。
【００１２】
本発明の軸受装置において、好ましくは、軸受装置が、回転部分支持体７とロータ１の間に配置されたパッキング１１と、回転部分支持体７に取付けられて該パッキング（１１）を支持し、半径方向外側に退避するように変形可能に構成されるか、または別の使用限度破壊セクション８′を有するように構成されるパッキング支持体１２とを備える。
【００１３】
本発明の軸受装置において、好ましくは、回転部分支持体７と軸受支持体５との間に軸受４への液状潤滑材用の半径方向に移動する供給路１３が設けられている。
【００１４】
本発明の軸受装置において、好ましくは、ロータ１が回転部分支持体７に弾性的に支承されている。
【００１５】
本発明の軸受装置において、好ましくは、軸受支持体５が、軸受４の半径方向外側の軸受リング６と前記ロッド１６を介して接続される。
【００１７】
【作用】
本発明は、損傷が発生したとき、使用限界破壊セクションを破壊することによって該使用限界破壊セクションを回転体の回転部分支持体と軸受支持体の間にロータと同心に位置させることによって、著しく通常の軸受の半径方向遊隙を越えて外へ出る半径方向の自由度を保つという利点を有する。これによって回転体がまだ止まらない限り、損傷が発生したときの負荷によってまたは回転部分支持体にないしは回転部分支持体につながるロータケーシングに負荷されるロータの動的力により引き起こされる極端な半径方向負荷が十分に回避される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を添付の図面を参照して以下に説明する。図面において、
図１(a)は、変形されていない状態の軸受装置の部分的軸方向断面図であり、
図１(b)は、軸受装置の変形された状態にあり、且つ回転体が中心から外れた位置にある図１(a)に図示の軸方向断面図であり、
図２は、図１(a)に示す使用限度破壊セクション(Sollbruchglied)の部分的拡大図であり、
図３(a)は、弾性のばね保持器(Federkaefig) を有する軸受装置の部分的軸方向断面図であり、
図３(b)は、軸受装置が変形した状態にあり、回転体が中心から外れた位置にある図３(a)に示す軸方向断面図である。
【００１９】
図１(a)はターボジェット（詳細は説明せず）のロータ１の軸受装置を示す。ロータ１はファン段(Fanstufe)２を駆動する。ロータ１は羽根付きファン段２のわきにそれにつながる軸受主軸(Lagerzapfen)３を備える。軸受主軸３上にはローラー構造のころがり軸受４が着座している。軸受４は実施例においては自由軸受(Loslager)として、ロータ1 のラジアル荷重だけを負荷し、一方軸受に所属する固定軸受(Festlager)は図示されていない。また、軸受４は、その外側の軸受リング６と共に同心の軸受支持体５に固定されている。軸受支持体５は星型の回転部分支持体７にフランジを介して接合されている。それによって動的および静的駆動負荷により生ずるロータ１の半径方向の力が回転部分支持体７に負荷される。
【００２０】
軸受支持体５には半径方向外側に回転部分支持体７への移行領域に環状の軸受４に対して同心の使用限度破壊セクション８が備えられている。前記セクション８は互いに同心の軸方向に位置ずれした２つの環状要素９ａ，９ｂを備える。その場合において図２に示すように軸方向の位置ずれａはごく小さい半径方向厚さｄを持った短い環状のブリッジ１０で形成されており、それによって使用限度破壊セクション８の２つの環状要素９ａ、９ｂは結合されている。
【００２１】
ブリッジ１０は、ある一定のラジアル荷重を越えるときに破壊し、それによってロータ１が図１（ｂ）から分かるように半径方向退避空間に保たれるような壁厚に形成されている。半径方向内側の要素９ａは、軸方向の位置ずれａに基づき半径方向外側の要素９ｂに対して半径方向外側に位置がずれる。ロータ１の半径方向遊び空間が増えることにより、回転部分支持体７への有害な負荷の伝動が阻止され、それによって回転部分支持体７の破壊乃至損傷を回避することができる。使用限度破壊セクション８の使用限度破壊部としてのブリッジ１０は半径方向の軸受力の作用線の経路に配置され、それによって単軸方向応力状態を有するせん断面が形成される。半径方向外側要素９ｂ，半径方向内側要素９ａの、ブリッジ１０を形成する直径ｄaおよびｄiを非常に高い正確さで造ることができ、それによって破壊して解放する(bruchausloesende) 力の許容差を非常に狭くすることができる。
【００２２】
使用限度破壊セクション８と一体の軸受支持体５は、分解可能に回転部分支持体７にねじ継ぎされている。
【００２３】
ローラー軸受４の両側に油出口に対するパッキングとしての半径方向密封リング１１が取りつけられている。さらにこの半径方向密封リングはパッキング支持体１２により回転部分支持体に保持されており、その場合において、パッキング支持体は使用限度破壊をした場合にロータ１を半径方向外側に導くように変形可能であり、乃至は使用限度破壊セクションによって成形される。
【００２４】
ローラー軸受４に潤滑油および冷却油を供給するために回転部分支持体７と軸受支持体５の間にロータ１の半径方向の移動を妨げないように半径方向に移動可能な油供給管１３が設けられている。ロータ１が半径方向外側に導かれると、軸受空間内に突き出る油噴射ノズル１４はロータ１によりとらえられ、折られるかまたは曲げられる。
【００２５】
図３(a)および(b)は軸受４を同心に取り巻くばね保持器１５を備える軸受装置を示す。このばね保持器は、外側軸受リング６と円筒状軸受支持体５の間の油膜による減衰との共同作用でロータ１の回転部分支持体７にばね弾性的に負荷する。このためにロータの軸線Ｒに平行に配置され且つ軸受支持体５を同心に取り巻く、複数のたわみ弾性の(biegeelastische)ロッド１６が設けられ、前記ロッドにはその一端１７ａに軸受支持体５のフランジ１８ａが取りつけられ、その反対側の端１７ｂに軸受リング側のフランジ１８ｂが取りつけられており、それによって軸受リング６は、軸受支持体５に対して油圧砕膜幅(Oelquetshfilm-breite)の範囲内で、ばね弾性的に半径方向に移動することができ、オイルダンパを持った弾性軸受が形成される。要素９ａの領域で軸受支持体５と共にフランジ１８ａが横断面でＵ字状スリーブを形成する。スポーク状に形成された使用限度破壊セクション８が、その半径方向内側の要素９ａと共にロッド１６の間に突出し、その結果ロッド１６は要素９ｂと周方向に互い違いになる。内側の要素９ａは使用限度破壊部を介して環状の外側要素９ｂに内側要素と一体に(stoff-schluesig)接続されている。
【００２６】
図３(a)および(b)に図示の軸受装置はコンパクトな構造を保証するもので、この軸受装置においてはばね保持器１５は使用限度破壊セクション８と一体になっている。
【００２７】
二つの軸受の変形において、ばね保持器１５（リスケース(Squirrel-Case) ) の有る無しにかかわらず、必要な半径方向の退避空間は軸受支持体５と回転部分支持体７の間のケーシング領域に相応に形成することによって実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ターボジェットのロータの軸受装置を示し、(a)は変形されていない状態の軸受装置の部分的軸方向断面図であり、(b)は軸受装置の変形された状態にあり、且つ回転体が中心軸Ｒから長さｅだけ外れた位置にある同図の(a)に図示の軸方向断面図である。
【図２】図１(a) にIIで示す使用限度破壊セクション部分の拡大図である。
【図３】軸受を同心に取り巻く弾性ばね保持器を備える軸受装置を示し、(a)は弾性ばね保持器を有する軸受装置の部分的軸方向断面図であり、(b)は  軸受装置が変形した状態にあり、回転体が中心から外れた位置にある同図の(a) に示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
１    ロータ
２    ファン段
３    軸受主軸
４    ころがり軸受
５    軸受支持体
６    軸受リング
７    回転部分支持体
８    使用限度破壊セクション
９ａ，９ｂ    環状要素
１０    ブリッジ
１１    半径方向密封リング
１２    パッキング支持体
１３    油供給管
１４    油噴射ノズル
１５    ばね保持器
１６    ロッド
１７ａ，１７ｂ    ロッド１６の端
１８ａ，１８ｂ    フランジ
【図１】
0003909904.tif 000002
【図２】
0003909904.tif 000003
【図３】
0003909904.tif 000004