DE2303382B2 - Turbostrahltriebwerk - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Turbostrahltriebwerk mit einem am vorderen Ende angeordnet .i Verdichter, mit dessen Rotor eine vordere Nabenverkleidung fest verbunden ist und der am vorderen Ende einer aus zwei Wellenabschnitten bestehenden Hohlwelle fliegend gelagert ist, wobei die beiden Wellenabschnitte durch eine Schraubbuchse zusammengehalten sind, die gegen eine Drehung in der Hohlwelle gesichert ist.

Bei einem vorbekannten Turbostrahltriebwerk dieser Art (US-PS 27 57 857) ist zum Zweck der Drehsicherung der beiden Wellenabschnitte ein Blockierring vorgesehen, der durch eine Feder so vorgespannt ist, daß er über eine innere Keilverzahnung mit einem zylindrisehen Ansatz der Schraubbuchse und über eine äußere Keilverzahnung mit dem vorderen Wellenabschnitt verbunden ist. Die Feder wird von einer Federhülse gehalten, die im vorderen Wellenabschnitt gleitend gelagert ist und von einer Federscheibe gehalten wird. Wenn bei dieser konstruktiven Ausgestaltung die Feder bricht, kann sich die Schraubbuchse lösen, und es besteht die Gefahr, daß sich die beiden Abschnitte der Hohlwelle im Flug trennen. Außerdem dürfte es relativ schwierig sein, das dynamische Gleichgewicht der drehbaren Teile zu verwirklichen. Schließlich dürfte die vorbekannte Lösung wenig geeignet für eine Konstruktion sein, bei der der hintere Wellenabschnitt relativ lang ausgebildet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Turbostrahltriebwerk der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß die Drehsicherung der Schraubbuchsc und somit die Sicherung der beiden Wellenabschnitte gegen Lösen in konstruktiv möglichst einfacher Weise erzielt werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Turbostrahltriebwerk mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Hohlwelle in an sich bekannter Weise ein Rohr angeordnet ist, das als Leitung für ein zur Enteisung der Nabenverkleidung von hinten nach vorne strömendes Strömungsmittel dient, und daß das Rohr mit Elementen versehen ist, die die Sicherung der Schraubbuchse gegen Drehung bewirken.

Ein als Strömungsmittelleitung dienendes Rohr in der Hohlwelle anzuordnen, ist aus der FR-PS 20 31306 bereits bekannt.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung dient jedoch das Rohr nicht nur als Strömungsmittelleitung, sondern auch als Drehsicherung für den Schraubbolzen der die beiden Wellenabschnitte miteinander verbindet Auf dbse Weise wird eine konstruktiv besonders einfache und daher funktionssichere Lösung erzielt.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch ein Turbostrahltriebwerk für Flugzeuge, bei dem der Niederdruckverdichter im vorderen Bereich einer aus zwei Abschnitten bestehenden Hohlwelle liegend gelagert ist;

F i g. 2 einen Axialschnitt entsprechend Fig. 1,jedoch in größerem Maßstab, zur Darstellung der Verbindung der beiden Abschnitte der Hohlwelle;

F i g. 3 einen Axialhalbschnitt, in größerem Maßstab als F i g. 1, zur DarsteTomg einer an der Vorderseite des Niederdruckverdichters befestigten Nabenverkleidung.

Das in F i g. 1 gezeigte Turbostrahltriebwerk weist einen Niederdruckverdichter 1 mit einem Lufteinlaß 2 auf. Ein Teil der Luft gelangt in einen Primärkanal 3 und ein anderer Teil der Luft in einen Sekundärkanal 4.

Die Luft in dem Primärkan?.! 3 wird in einem Hochdruckverdichter 5 weiter vei dichtet, der die Luft in eine zum Teil dargestellte Brennkammer 6 fördert. Am hinteren Ende weist das Strahltriebwerk eine Hochdruckturbine (nicht gezeigt) auf, der die in der Brennkammer 6 erzeugten heißen Gase zugeführt werden und die diese Gase an eine fcMederdruckturbine weitergibt, aus der sie unter Bildung eines Schubstrahls durch eine Düse in die Atmosphäie austreten. Der Sekundärkanal 4 erstreckt sich um den Primärkanal, den Hochdruckverdichter, die Brennkammer und die beiden Turbinen herum nach hinten und mündet in die Düse ein.

Der Rotor la des Niederdruckverdichters ist auf dem vorderen Ende einer Hohlwelle 7 befestigt, deren hinteres Ende den nicht dargestellten Rotor der Niederdruckturbine trägt. Der Rotor 5ades Hochdruckverdichter ist auf dem vorderen Ende einer Hohlwelle 8 befestigt, die die Hohlwelle 7 koaxial umgibt und deren hinteres Ende den nicht dargestellten Rotor der Hochdruckturbine trägt. Die Brennkammer 6 ist um die Hohlwelle 7 herum angeordnet, und zwar zwischen dem Hochdruckverdichter 5 und der nicht gezeigten Hochdruckturbine. Die Hohlwelle 7 ist vorne durch ein vorderes Lager 9 gelagert, das an einem stationären Teil 10 des Triebwerks befestigt ist; weiterhin ist die Hohlwelle 7 hinter der Niederdrucktrubine durch ein weiteres Lager (nicht dargestellt) gelagert, das an einem stationären Teil (nicht gezeigt) befestigt ist, der seinerseits in der Mitte des Einlaufs zur Düse angeordnet ist. An der Stirnseite des Rotors la des Niederdruckverdichters ist eine stromlinienförmig gestaltete Nabenverkleidung 11 befestigt. Das vordere Lager der Hohlwelle 8 ist mit 12 bezeichnet; das hintere, nicht gezeigte Lager der Hohlwelle 8 ist hinter der Brennkammer 6 angeordnet.

Der Lufteinlaß 2 ist ringförmig gestaltet; er wird von einem Einlaßgehäuse 13 und der Nabenverkleidung 11

begrenzt; die mit der Hohlwelle 7 dreht. Es ist bekannt, daß unter bestimmten Flugbedingungen sich auf der Nabenverkleidung If Rauhreif oder Eis bilden kann; daher muß sie einer Enteisung unterzogen werden. Die Enteisung wird gewöhnlich durch die Zirkulation eines warmen Strömungsmittels in der Nabenverkleidung bewirkt; z, B. kann von der Druckseite des Hochdruckverdichters her lcuft zugeführt werden. Da der Rotor la und die Nabenverkleidung 11 durch die Hohlwelle 7 fliegend gelagert werden, bilden sie vor dem Lager 9 einen sich drehenden Rwtn, der ohne Verbindung mit den stationären Teilen des Turbostrahltriebwerkes ist. Wenn man daher in der Hohlweite 7 keine Radialschlitze ausbilden will, die in hohem Maße die mechanische Festigkeit der Welle beeinträchtigen, so ist als einzig praktikabler Weg für die Zufuhr von Enteisungsströmungsmktel von dem Äußeren zum Inneren der Hohlwelle 7 und der Nabenverldeidung 11 die Zufuhr des Strömungsmittels zu dem hinteren Ende der Hohlwelle 7 hin anzusehen, von dem aus man das Strömungsmittel in der Welle bis zur Nabenveckleiduug 11 hin strömen läßt

Die Hohlwelle 7 besteht aus zwei Abschnitten, und zwar einem vorderen Abschnitt 7a und einem hinteren Abschnitt 76, die durch Keilnuten 14 (siehe Fig.2) miteinander verkeilt sind und durch eine Schraubbuchse 15 in fester gegenseitiger Anlage gehalten werden, die in ein Gewinde 16 des Abschnittes 76 eingeschraubt ist und einen Anschlag 15a besitzt, der sich gegen einen Anschlag 17 des vorderen Abschnittes 7a legt.

Ein Lösen der Schraubbuchse 15 wird dadurch verhindert, daß sie gegen Drehung bezüglich der Hohlwelle 7 durch Elemente gesichert ist, die von einem Rohr 18 getragen werden, der selbst ein Teil des in der Hohlwelle angeordneten Kanals 19 für den Durchfluß des Enteisungs-Strömungsmittels ist Tatsächlich ist das Strömungsmittel sehr heiß, und der Vorteil des Kanals 19 ist darin zu sehen, daß er die Erwärmung der Hohlwelle 7 begrenzt; ohne den Kanal 19 müßte die Hohlwelle 7 überdimensioniert sein, um die Abnahme ihrer mechanischen Festigkeit bei Erwärmung auszugleichen. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß eine Erwärmung des auf der Außenfläche der Hohlwelle 7 geführten Schmieröls durch die Wandung der Hohlwelle 7 hindurch vermieden wird.

Das Rohr 18 weist an seinem hinteren Ende (vgl. Fig.2) einen bearbeiteten Abschnitt 18a auf, dessen stromabwärts liegender Randbereich 186 abgeschrägt ist. Der abgeschrägte Raüdbereich 186 greift über das vordere Ende 19a eines vorderen Abschnittes des Kanals 19. Weiterhin weist der bearbeitete Abschnitt 18a äußere Keilnuten 18c auf, die in entsprechend geformte Keilnuten 156 der Schraubbuchse 15 greifen. Der Vorderabschnitt de«: Rohres 18 (vgl. Fig.3) wird von einem weiteren bearbeiteten Abschnitt 18c/ gebildet, der auf seinem vorne liegenden Ende mit äußeren Keilnuten 18e versehen ist, die in Keilnuten 20a einer Httl&e greifen, welche einstückig mit mm Nabenverkleidungstrlger 21 ausgebildet ist. Auf dem Nabenverkleidungsträger ist die Nabenverkleidung 11 mittels einer mittigen Schraube 22 befestigt Der Nabenverkleidungsträger 21 bildet im Inneren der Nabenverkleidung 11 eine Wandung, die zusammen mit der Nabenverkleidung einen Hohlraum 23 begrenzt; dieser Hohlraum steht mit dem Inneren des Rohres 18 über öffnungen 24 im Nabenverkleidungsträger 21 und

ίο mit der Atmosphäre über öffnungen 25 in der Nabenverkleidung U in Verbindung.

Der Umfangsrand 21a des Nabenverkleidungsträgers 21 ist mit der Vorderseite des Rotors la durch Gewindebolzen 26 verbunden. Daher dreht sich der Nabenverkleidungsträger 21 mit dem Rotor la. Durch diesen Aufbau ist gewährleistet, daß das Rohr an einer relativen Drehung bezüglich des Nabenverkieidungsträgers 21 durch die Keilnuten 20a und 18e gehindert wird und daß die Schraubbuchse 15 ar einer relativen

Drehung bezüglich des Rohrs !8 durch die Keilnuten

156 und 18c gehindert wird; damit ist auch dafür Sorge

getragen, daß sich die Schraubbuchse 15 nicht in der

Hohlwelle 7 lösen kann. Das Enteisungsströmungsmittel, z. B. durch nicht

dargestellte Mittel aui der Hochdruckseite des Hochdruckverdichters 5 bereitstellte warme Druckluft, wird durch die das Auslaßgehäuse tragenden Arme (nicht dargestellt) in das hintere Ende des Kanals 19 eingeleitet. Das Strömungsmittel strömt in dem Kanal

in 19 von hinten nach vorne und tritt aus dem Rohr 18 durch die öffnungen 24 aus, um sich in dem Hohlraum 23 auszubreiten und die Nabenverkleidung 11 zu erwärmen; danach strömt es durch die öffnungen 25 zur Atmosphäre hin ab.

« Der Zusammenbau des Turbostrahltriebwerkes erfolgt, ehe das Rohr 18 und die Nabenverkleidung 11 eingebaut werden. Die beiden Abschnitte 7a und 7b der Hohlwelle 7 werden ineinander geschoben und durch ihre Keilnuten 14 miteinander verkeilt. Dann wird die

•η» Schnubbuchse 15 von hinten erfaßt und in das Gewinde 16 eingeschraubt, bis der Abschnitt 7a die Position erreicht hat, die er in bezug auf den Abschnitt Tb einnehmen muß. Dies wird mit Hilfe eines mit äußeren Keilnuten versehenen Werkzeuges durchgeführt, das in

·>■> die inneren Keilnuten 156 greifen kann, un'¹ mit Hilfe einer Markierung, deren Koinzidenz mit einer Markierung auf dem Rotor la anzeigt, daß die Keilnuten 156 sich bezüglich der Hohlwelle 7 in einer Lage befinden, die die Endmontage des Rohrs 18, des mittels der

5» Gewindebolzen 26 an dem Rotor la befestigten Nabenverkleidungsträgers 21 sowie der Nabenverkleidung 11 ermöglicht.

Die Schraube 22 wird gegen Lö3en durch bekannte, aber nicht dargestellte Mittel gesichert.

^r>^r> Die axiale Relativlage der beiden Abschnitte 7a und 76 der Hohlwelle 7 wird durch einen Anschlag 27 festgelegt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   J, Turbostrahltriebwerk mit einem am vorderen Ende angeordneten Verdichter, mit dessen Rotor eine vordere Nabenverkleidung fest verbunden ist s und der am vorderen Ende einer aus zwei Wellenabschnitten bestehenden Hohlwelle fliegend gelagert ist, wobei die beiden Wellenabschnitte durch eine Schraubbuchse zusammengehalten sind, die gegen eine Drehung in der Hohlwelle gesichert ι ο ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hohlwelle (7) in an sich bekannter Weise ein Rohr (18) angeordnet ist, das als Leitung für ein zur Enteisung der Nabenverkleidung (11) von hinten nach vorne strömendes Strömungsmittel dient, und daß das Rohr (18) mit Elementen (18c, e) versehen ist, die die Sicherung der Schraubbuchse (15) gegen Drehung bewirken.
2. 2. Turbostrshltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die als Drehsicherung dienenden Elemente (18c; e) des Rohres (18) bestehen aus Keilnuten (18cjt die mit entsprechenden Keilnuten (15I)J der Schraubbuchse (15) in Eingriff stehen, und weiteren Keilnuten (18eji die mit entsprechenden Keilnuten (2OaJ eines Nabenverkleidungsträgers (21, 2IaJ in Eingriff stehen, wobei der Nabenverkleidungsträger (21, 2IaJ an seinem Umfang mit dem Verdichterrotor(1ajfest verbunden isL