包括解耦裝置的燃?xì)鉁u輪機(jī)附件傳遞齒輪箱的制作方法
【專利摘要】燃?xì)鉁u輪機(jī)附件傳遞齒輪箱，其具有前側(cè)面（12）和與前側(cè)面相反的后側(cè)面（14）以及封閉齒輪箱的其周緣（16），并且其中安裝有至少一組齒輪傳動(dòng)裝置（18），該齒輪傳動(dòng)裝置（18）是由互相嚙合在一起的幾個(gè)齒輪（20）所組成，每個(gè)齒輪由中心軸所支承，該中心軸兩端中每端由滾動(dòng)軸承（30a、30b）所保持，以及該中心軸用于聯(lián)結(jié)用于驅(qū)動(dòng)附件（24）的動(dòng)力軸（24a），該齒輪箱進(jìn)一步包括安裝在所述中心軸和所述動(dòng)力軸之間解耦所述附件的裝置（40、42、44、46、48），該裝置由爪形離合器（40）構(gòu)成，其軸向齒（40b）與所述中心軸的互補(bǔ)齒（20b）配合，所述爪形離合器包括與屬于所述動(dòng)力軸的相應(yīng)外花鍵嚙合的內(nèi)花鍵（40a），并且通過(guò)作用于柱塞銷（46a）運(yùn)動(dòng)的電致動(dòng)器（46）操作所述解耦裝置，該柱塞銷（46a）的一端配合所述爪形離合器的外螺旋溝槽（40d）。
【專利說(shuō)明】包括解耦裝置的燃?xì)鉁u輪機(jī)附件傳遞齒輪箱
[0001]發(fā)明的背景
[0002]本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪機(jī)的通常領(lǐng)域，并且更特別地它涉及用于驅(qū)動(dòng)燃?xì)鉁u輪機(jī)的附件的齒輪箱。
[0003]本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域是用于飛機(jī)或直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)鉁u輪機(jī)的領(lǐng)域，以及也用于輔助動(dòng)力設(shè)備(APUs)。
[0004]通常，飛機(jī)或直升機(jī)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括齒輪箱，該齒輪箱用于驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)多個(gè)附件或用于驅(qū)動(dòng)輔助設(shè)備，諸如特別地用于產(chǎn)生液壓能、用于輸送燃料、用于潤(rùn)滑的各種泵，用于產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)，例如綜合驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(IDG)和可變頻率發(fā)電機(jī)(VFG)類型等。這種附件齒輪箱通常以縮寫AGB被提到。
[0005]在已知的方式中，AGB包括一個(gè)或多個(gè)齒輪系，每個(gè)齒輪系由動(dòng)力傳動(dòng)軸所驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的多個(gè)齒輪組成，該傳動(dòng)軸聯(lián)結(jié)渦輪機(jī)的軸。每個(gè)附件通常地安裝抵靠齒輪箱的側(cè)面之一，并且包括聯(lián)結(jié)齒輪系的齒輪之一的主動(dòng)軸。除了該附件的支撐功能外，這些側(cè)面也執(zhí)行軸承支撐功能、密封功能或?qū)嶋H上潤(rùn)滑功能。當(dāng)渦輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，它產(chǎn)生的一部分機(jī)械動(dòng)力獲自渦輪機(jī)軸，并且通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)軸和齒輪系傳遞給AGB上所安裝的各個(gè)附件的主動(dòng)軸，以驅(qū)動(dòng)它們。
[0006]AGBs的尺寸特別地根據(jù)它將要驅(qū)動(dòng)的附件的數(shù)量和種類而變化，該附件也引起相當(dāng)多的懸架。
[0007]當(dāng)設(shè)計(jì)AGB時(shí)，因此盡可能地減少AGB的總尺寸和重量是重要的。在申請(qǐng)F(tuán)R09/50617中，通過(guò)根據(jù)附件單獨(dú)的尺寸而作用于附件彼此相對(duì)的定位，使得這種減少成為可能。然而，還有進(jìn)一步減少該尺寸的需要，并且通常地增加這種AGB的可靠性。
[0008]發(fā)明的目的和概述
[0009]由此，本發(fā)明的基本目的是提供一種燃?xì)鉁u輪機(jī)AGB，使得相當(dāng)大地減少其尺寸成為可能，同時(shí)也顯著地它的可靠性。
[0010]通過(guò)燃?xì)鉁u輪機(jī)AGB達(dá)到該目的，該燃?xì)鉁u輪機(jī)AGB具有前側(cè)面和與前側(cè)面相反的后側(cè)面以及具有封閉齒輪箱的周緣，并且其中安裝有至少一個(gè)齒輪系，該齒輪系是由嚙合在一起的多個(gè)齒輪所組成，每個(gè)齒輪由中心軸所支承，該中心軸兩端中每端由各自的滾動(dòng)軸承所保持，以及該中心軸設(shè)計(jì)為聯(lián)結(jié)用于驅(qū)動(dòng)附件的主動(dòng)軸，該AGB的特征在于它進(jìn)一步包括安裝在所述中心軸和所述主動(dòng)軸之間用于解耦所述附件的解耦裝置，該解耦裝置由具有軸向齒的爪形離合器構(gòu)成，該軸向齒與所述中心軸的互補(bǔ)齒配合，所述爪形離合器包括與所述主動(dòng)軸的相應(yīng)外凹槽嚙合的內(nèi)凹槽，并且其特征還在于通過(guò)作用于柱塞銷運(yùn)動(dòng)的電致動(dòng)器控制所述解耦裝置，該柱塞銷具有與所述爪形離合器中外螺旋溝槽配合的一端。
[0011]通過(guò)在AGB中包括解耦附件的功能，附件減少了長(zhǎng)度和懸掛重量，因此減少了它們的懸架，由此減少了包括AGB和附件的組件的總尺寸，并且也增加了解耦功能的可靠性。
[0012]所述附件優(yōu)選地是IDG或VFG。
[0013]有利地，所述主動(dòng)軸通過(guò)兩個(gè)軸承被支撐在所述中心軸中，并且提供復(fù)位彈簧，優(yōu)選地片彈簧，其首先承靠所述爪形離合器的內(nèi)溝槽和其次承靠所述主動(dòng)軸的外側(cè)邊緣，這樣只要所述柱塞銷從所述外螺旋溝槽縮回，就保持爪形離合器在聯(lián)結(jié)位置。
[0014]優(yōu)選地，所述柱塞銷可以具有在AGB外側(cè)延伸的端部，以能夠人工地控制所述附件的聯(lián)結(jié)和/或解耦。
[0015]有利地，通過(guò)飛行員或由控制模塊控制所述電致動(dòng)器。
[0016]附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0017]從表示具有非限制特征的實(shí)施方式的參考附圖所進(jìn)行的下面說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)。在附圖中:
[0018]圖1A和IB表示在本發(fā)明AGB中VFG解耦裝置的結(jié)合；和
[0019]圖2是現(xiàn)有技術(shù)附件齒輪箱的部分截面圖。
[0020]本發(fā)明的詳細(xì)描述
[0021]圖2是用于航空器發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)鉁u輪機(jī)的常規(guī)附件齒輪箱10的實(shí)施例的部分截面圖。自然地，本發(fā)明同樣地很好地應(yīng)用于直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鉁u輪機(jī)以及應(yīng)用于APUs。
[0022]該AGB通常是“香蕉”或“扁豆”形狀的基本上矩形的盒子，具有前側(cè)面12和與前側(cè)面相反的后側(cè)面14，以及具有封閉齒輪箱的升高的周緣16，該齒輪箱包括平行于兩個(gè)側(cè)面延伸的一個(gè)或多個(gè)齒輪系18。動(dòng)力傳動(dòng)軸(圖中未示出)從渦輪機(jī)的軸(也未示出)獲取機(jī)械動(dòng)力，用于傳遞給齒輪系18，該齒輪系18用其最初的兩個(gè)齒輪20和22表示。
[0023]通過(guò)該方式所描述的齒輪系用于驅(qū)動(dòng)從齒輪箱側(cè)面12和14出現(xiàn)、基本上與其垂直的渦輪機(jī)的一組不同的附件24、26、28旋轉(zhuǎn)。
[0024]這些附件可以由用于輸送電力的發(fā)電機(jī)構(gòu)成，其中的一個(gè)例子是包括其解耦裝置25的VFG24 ;用于在壓力下將油輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)和/或輸送給其設(shè)備或者潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)和/或其設(shè)備的油回路中油的液壓泵26到28 ;燃料泵；用于將電力輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)備的永磁交流發(fā)電機(jī)；用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器；離心式除油器等。每個(gè)附件具有安裝在齒輪系的齒輪上的主動(dòng)軸24a到28a，以被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)；并且更特別地，主動(dòng)軸的凹槽端插入到支撐齒輪20,22的中心軸的扭矩傳遞凹槽20a ;22a、22b中。每個(gè)中心軸在其兩端的每端由各自的滾動(dòng)軸承30a、30b ;32a、32b所保持。如所示，靠著齒輪箱的不同側(cè)面所安裝的兩個(gè)附件26、28可以具有旋轉(zhuǎn)地聯(lián)結(jié)共有的齒輪22的它們的主動(dòng)軸。也可以觀察到在端部之一處的滾動(dòng)軸承30b、32b安裝在軸承支撐34上，該軸承支撐34不同于前側(cè)面14和通過(guò)緊固裝置36連接周緣16。
[0025]通常，附件24到28具有不同的旋轉(zhuǎn)速度(在有相同的旋轉(zhuǎn)速度的液壓泵26和28的該實(shí)施例中除外，因?yàn)樗鼈儼惭b在相同的齒輪22上)和不同的體積，因此同樣地產(chǎn)生了不同的懸架。然而，這種懸架引起AGB所支持的重量的不平衡分布。
[0026]在本發(fā)明中，并且如圖1A和IB中所示，提出通過(guò)包括用于在AGB中直接地解耦附件的裝置25，減少附件的懸架，例如VFG24的懸架，該裝置通常形成附件的整體部分。為此，發(fā)電機(jī)24的主動(dòng)軸24a不再通過(guò)其外凹槽與齒輪20的中心軸的內(nèi)凹槽20a直接地嚙合，而是與具有軸向齒40b的爪形離合器40的內(nèi)凹槽40a直接地嚙合，該軸向齒40b配合齒輪20的中心軸的互補(bǔ)齒20b。主動(dòng)軸24a通過(guò)兩個(gè)平滑或滾動(dòng)軸承42a、42b被支撐在齒輪20的中心軸中。提供復(fù)位彈簧44，例如片彈簧，首先地承靠爪形離合器的內(nèi)溝槽40c，其次承靠主動(dòng)軸的外側(cè)邊緣24b，以自動(dòng)地保持爪形離合器在聯(lián)結(jié)位置。[0027]通過(guò)電致動(dòng)器46移動(dòng)柱塞銷46a來(lái)移動(dòng)爪形離合器40，該柱塞銷46a具有與爪形離合器40中螺旋外溝槽40d配合的一端(銷的相反的另一端優(yōu)選地在齒輪箱的外側(cè)延伸)。由飛行員或控制模塊48，例如，發(fā)電機(jī)控制單元(GCU)直接地控制致動(dòng)器。而且，如在所示的實(shí)施例中，致動(dòng)器也可以支撐滾動(dòng)軸承30a。
[0028]只要爪形離合器40嚙合(圖1A)附件，并且特別地VFG24，然后通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)軸以常規(guī)方式，由來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪機(jī)軸的AGB的齒輪系18驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，本發(fā)明的AGB的運(yùn)行就不同于常規(guī)的AGB的運(yùn)行。應(yīng)該僅僅可以觀察到通過(guò)縮短附件的長(zhǎng)度(懸架)和懸掛的重量，需要由AGB的各個(gè)傳動(dòng)部件所支撐的重量也減少了。只有期望的時(shí)候才去解耦附件，該附件的運(yùn)轉(zhuǎn)是不同的。具體地，在該結(jié)構(gòu)中(圖1B)，解耦不會(huì)發(fā)生在附件本身中，而是直接地發(fā)生在AGB中，同時(shí)G⑶或飛行員(自動(dòng)控制過(guò)程期間)然后作用于致動(dòng)器46以將柱塞銷46a移動(dòng)到爪形離合器40中的螺旋溝槽中，因此使得爪形離合器移動(dòng)的足夠遠(yuǎn)，平移松開(kāi)它的軸向齒和齒輪20的中心軸上齒直接的接觸。因?yàn)橹鲃?dòng)軸24a不再由齒輪所驅(qū)動(dòng),將自然地中斷附件的運(yùn)行。應(yīng)該觀察到這種解耦不需要停止附件的運(yùn)行，并且可以在其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行。為了使附件返回到其運(yùn)轉(zhuǎn)中，要滿足通過(guò)控制致動(dòng)器46從爪形離合器中的螺旋溝槽縮回柱塞銷46a的需要，在復(fù)位彈簧44驅(qū)動(dòng)下的這種縮回然后推動(dòng)爪形離合器朝向中心軸，然后能夠使得它們的各自的齒嚙合。
[0029]應(yīng)該觀察到因?yàn)橹N46a有在AGB外側(cè)延伸的一端，所以可以人工地控制附件的解耦或聯(lián)結(jié)，僅僅通過(guò)推或拉該端(箭頭MP)。
[0030]因此，采用遠(yuǎn)離附件的附件解耦功能限制了對(duì)附件有任何損害的解耦的影響(例如，驅(qū)動(dòng)偏心載荷的軸承的破裂)，這樣，由此改進(jìn)了解耦的穩(wěn)定性和可靠性。此后，通過(guò)在中等溫度下運(yùn)行的同樣的機(jī)械傳動(dòng)系中放置解耦裝置，主要是機(jī)械的解耦裝置，解耦裝置與附件有時(shí)高的運(yùn)行溫度間隔。最后，即使解耦失敗，進(jìn)行維修更容易，因?yàn)樗鼭M足移除其所安裝于其上的AGB的側(cè)面以縮回它的需要，而不是必須改變整個(gè)附件，如現(xiàn)有技術(shù)一樣。
[0031]應(yīng)該觀察到盡管上述的說(shuō)明書參考了 VFG類型的附件(也參考了 IDG類型的附件)，清楚地這種發(fā)明可以應(yīng)用于是線性可替換裝置(LRU)的任何附件，而不需要對(duì)附件進(jìn)行任何修改。
【權(quán)利要求】
1.一種燃?xì)鉁u輪機(jī)AGB，其具有前側(cè)面(12)和與前側(cè)面相反的后側(cè)面(14)以及具有封閉齒輪箱的周緣(16)，并且其中安裝有至少一個(gè)齒輪系(18)，該齒輪系(18)是由嚙合在一起的多個(gè)齒輪(20、22)所組成，每個(gè)齒輪由中心軸所支承，該中心軸兩端中每端由各自的滾動(dòng)軸承(30a、30b ;32a、32b)所保持，以及該中心軸設(shè)計(jì)為聯(lián)結(jié)用于驅(qū)動(dòng)附件(24、26、28)的主動(dòng)軸(24a、26a、28a)，該AGB的特征在于:它進(jìn)一步包括安裝在所述中心軸和所述主動(dòng)軸之間用于解耦所述附件的解耦裝置(40、42、44、46、48 )，該解耦裝置由具有軸向齒(40b )的爪形離合器(40)構(gòu)成，該軸向齒(40b)與所述中心軸的互補(bǔ)齒(20b)配合，所述爪形離合器包括與所述主動(dòng)軸的相應(yīng)外凹槽嚙合的內(nèi)凹槽(40a)，并且通過(guò)作用于柱塞銷(46a)運(yùn)動(dòng)的電致動(dòng)器(46)控制所述解耦裝置，該柱塞銷(46a)具有與所述爪形離合器中外螺旋溝槽(40d)配合的一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的AGB，其特征在于:所述附件是IDG或VFG。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的AGB，其特征在于:所述主動(dòng)軸通過(guò)兩個(gè)軸承(42a、42b)被支撐在所述中心軸中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的AGB，其特征在于:它進(jìn)一步包括復(fù)位彈簧(44)，該復(fù)位彈簧(44)首先承靠所述爪形離合器的內(nèi)溝槽(40c)和其次承靠所述主動(dòng)軸的外側(cè)邊緣(42b)，這樣只要所述柱塞銷從所述外螺旋溝槽縮回，就保持爪形離合器在聯(lián)結(jié)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的AGB，其特征在于:所述復(fù)位彈簧是片彈簧。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的AGB，其特征在于:所述柱塞銷具有在AGB外側(cè)延伸的端部，以能夠人工地控制所述附件的聯(lián)結(jié)和/或解耦。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的AGB，其特征在于:通過(guò)飛行員或由控制模塊(48)控制所述電致動(dòng)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求的AGB，其特征在于:所述中心軸在其兩端中每端由各自的滾動(dòng)軸承(30a、30b ;32a、32b)所保持。
【文檔編號(hào)】F02C7/32GK103703230SQ201280033226
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月4日
【發(fā)明者】文森特·埃鮑斯雷曼, 羅曼雷克·弗里茨 申請(qǐng)人:伊斯帕諾-絮扎公司