专利名称：飞机螺旋桨传动装置，用于驱动飞机螺旋桨的方法，飞机螺旋桨传动装置轴承的用途和电 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及飞机螺旋桨传动装置，包括螺旋桨，马达，和位于所 述螺旋桨和马达之间的传动链.另外，本发明涉及用马达驱动飞机螺旋 桨的方法.另外，本发明涉及轴承，特别是飞机螺旋桨传动装置的锥形 滚子轴承的用途，本发明还涉及飞机螺旋桨传动装置的电机的用途.
背景技术：
在飞机制造领域，使用柴油发动机驱动螺旋桨的情况日益增多.特 别是对于柴油机驱动的螺旋桨来说，在螺旋桨传动装置上会出现特别强 的震动.在将柴油机改装到现有的飞机螺旋桨传动装置上时也会出现问 題，作为过栽离合器的该装置包括，例如，位于马达和螺旋桨之间的滑 动离合器，由于柴油发动机对震动会不利地向上传递到螺旋桨，或导致 滑动离合器相应滑动.
发明内容
本发明的目的是避免出现这种情况.
本发明的目的是通过一种飞机螺旋桨传动装置实现的，该装置包 括螺旋桨，马达，和位于所述螺旋桨和马达之间的传动链，在该结构中，
所述传动链包括扭转振动减震器，
在本申请中，所述扭转振动减震器特別适合减弱不利的震动，这
种震动特別是由柴油发动机发出的，并且由于其强度，会对所述螺旋桨 产生负面影响.
在本申请文件中，术语''传动链"表示确保驱动力在马达和螺旋桨 之间传输所必须的飞机螺旋桨传动装置的任何元件.所述术语还表示马 达轴，通过它传递来自所述马达的驱动力，所述术语还表示螺旋桨轴， 在它上面安装了实际的螺旋桨.
在本文中，术语"飞机"表示任何飞机，它包括螺旋桨，例如，特别是相应的固定翼飞机，混合翼飞机，或包括螺旋桨传动装置地其它飞 机，包括直升机.与陆地上的移动方式不同，飞机要求其传动装置具有 均匀的转速，特别是一旦达到预期的飞行高度以后，即使在其余的工作 阶段，所述旋转速度也相对均匀，即使该速度随后与稳定工作阶段，例 如，在预期的飞行高度上的旋转速度不同.因此，术语"螺旋桨"还表示 任何其它类型的螺旋桨，特別是还表示直升机旋翼及其相应的桨叶.
提供的所述扭转振动减震器的特别优选的实施方案变形包括双质 量飞轮，通过双质量飞轮，实现了扭转振动减震器的简单设计，它在工 作时还是安全的，并且，它能够以令人惊讶的方式分离具有极高转动惯 量的螺旋桨和驱动电动机，特别是高扭力柴油发动机之间的震动，即使 所述驱动电动机以较高的旋转不均匀性运转.
所述扭转振动减震器包括这样的质量分布是有利的其中，所述 扭转振动减震器的主质量超过所述扭转振动减震器质量的35X，优选超 过40X，或超过45X，而所述扭转振动减震器的副质量低于所述扭转振动 减震器质量的65%，优选低于60%或低于55、在这种质量分布中，其中， 震动质量包括低百分比的减振器，可以特別有效的阻止不希望的震动. 优选的是，所述主质量包括超过所述扭转振动减震器质量的55%，特别 是超过60X或超过65X，而所述副质量优选包括低于所述扭转振动减震器 质量的45%，特别是低于40%或低于35%.
如果所述扭转振动减震器包括转动惯量为O. 035kg/m2 - 0. 220 kg/m'的主质量，可以实现飞机螺旋桨传动装置的特别平稳地运行.这种 条件特别适合以下情况 一方面，主质量的转动惯量为0.040 kg/m2或 0. 050 kg/m2,另一方面，主质量的转动惯量为O. 200 kg/m^O. 180 kg/m2.
另外，如果所述扭转振动减震器包括用于提供额外减震质量的装 置也是有利的，该装置不适合传递驱动力.在这种结构上，所述扭转振 动减震器，特别是双质量飞轮，优选包括频外减震质量，不能通过它传 递，例如，扭矩。
因此，如果通过使用额外减震质量，可以提供用于减振对额外转 动惯量将是有利的。
因为其额外减震质量，本发明扭转振动减震器明显不同于联轴节 连接，对于飞机螺旋桨传动装置来说，这种连接通常被用于减震，因为 将额外的可动质量导入飞机螺旋桨传动装置看起来是可笑的，该质量不
6会对飞机螺旋桨传动装置的元件的稳定性作出贡献，该元件传递驱动 力，
提供所述额外减震质量的装置包括重量超过IOO g或超过150 g或 超过200 g的元件和/或元件组件将是有利的.使用这种轻质量，已经可 以提供额外减震质量，并且能够有利地减震，特别是当所述质量径向排 列在所述减振器外部时。
在本文中，术语"额外减震质量"表示在特定极限负荷下对所述扭
转振动减震器的结构完整性不重要的，或不参与扭力传递的任何分组件 或材料聚合体，它们对扭力传递或将所述分组件保持在轴承结构上也不 重要。
本发明的目的还可以通过一种飞机螺旋桨传动装置实现，它包括 螺旋桨，马达，和位于所述螺旋桨和马达之间的传动链，其中，所述传 动链包括液力离合器，例如，转换器，特别是FiiUinger离合器.
除了扭转振动减震器之外，不允许任何滑动的所迷扭力-弹性离 合器，不允许滑动的液力离合器也可有利地减弱飞机螺旋桨传动装置的 震动.因此，飞机螺旋桨传动装置传动链上的液力离合器构成了出色的 扭转振动减震器.
由于上述扭转振动减震器，例如，双质量飞轮，其余的传动链可 以被设计的没有任何问题，以便大体上是刚性的，换言之，大体上无震 动或减震.这种刚性设计的结果是，所述传动链包括特别简单的设计.
为了防止飞机螺旋桨传动装置的马达因为螺旋桨从外部突然停机 例如，与地面接触而损坏，所述传动链优选包括断开分离装置.
所述螺旋桨传动装置可以包括简单设计，如果所述传动链包括单 级齿轮排列的话.这种单级齿轮排列是通过双轴齿轮排列以特别简单的 方式实现的，其中，两个轴以有效的方式接触，例如，通过啮合的大齿 轮接触.术语"单级齿轮排列"还表示包括一个或若干中间轮或周向链或 类似装置的齿轮排列，特别是，它们可被用于改变旋转方向.不过，应 当理解的是，每一个或所有啮合过程与输出损失相关，因此，采用若干 中间轮似乎只在特定场合下有利。另一方面，二级或多级齿轮排列不一 定会导致输出的显著损失，这特别适合二级齿轮排列，其中，通常啮合 过程的次数相当于具有中间轮的单级齿轮排列的啮合过程的次数，其 中，取决于传动比和剩余空间排列的二级齿轮排列，可以包括径向上较窄的设计，它比具有中间轮的相应单级齿轮排列窄，即使其轴向尺寸略 大.根据现有的设计空间，需要的传动比，和特定的扭力，特别是对于 直升机来说，还可以使用行星齿轮排列.
另外，本发明的目的还可以通过用马达驱动飞机螺旋桨的方法实 现，在该方法中，震动，特别是马达震动是通过扭转振动减震器和/或 液力离合器减弱的.
扭转振动减震器特别适合无任何滑动地传输扭力，并且减弱柴油 发动机的强烈震动.与此相反，液力离合器在扭力传递期间通常允许滑 动.
所述飞机螺旋桨传动装置，特别是飞机螺旋桨传动装置的马达的 另一种优选实施方案变体包括用于向飞机螺旋桨传动装置的需要润滑 剂的部位，例如，向轴承和/或大齿轮提供润滑剂的润滑剂泵，其中， 所述润滑剂泵被直接安装在所述马达的传动轴上，或安装在其余传动链 的轴上，例如，安装在齿轮排列输入轴上.所述排列导致了具有^f艮少损 失的特別紧凑的设计，并且，生产成本低廉.优选的是，所述润滑刑泵 被安装在所述扭转振动减震器后面的传动链上，以便所述润滑剂泵不会 受到所述马达的任何不稳定运行的影响，
在本文中，术语"直接"表示一种排列方式，其中，所述润滑剂泵 优选直接安装在传动轴上，齿轮轴或齿轮输入轴，并且是通过上迷直接 方式驱动的.
所述飞机螺旋桨传动装置的另一种特別优选实施方案变体包括用 于向飞机螺旋桨传动装置的需要润滑剂的部位，例如，向轴承和/或大 齿轮提供润滑剂的润滑剂泵，其中，所述润滑剂泵包括飞机螺旋桨传动 装置的锥形滚子轴承.通过锥形滚子轴承可以输送飞机螺旋桨传动装置 的润滑剂，或可以支持所述润滑剂的输送.
提供了所述润滑剂泵的从设计角度简化了的形式，它是通过飞机 螺旋桨传动装置的锥形滚子轴承形成的.根据所述飞机螺旋桨传动装置 的设计，需要的润滑刑输送仅可以根据所使用的锥形滚子轴承实现.
因此，根据一种方法变体，润滑刑是通过轴承，特别是飞机螺旋 桨传动装置的锥形滚子轴承输送到需要润滑剂的部位的.特別是如果所 述润滑剂是通过锥形滚子轴承输送的，马达的输出会被润滑剂泵降低， 因为它需要所述马达的额外驱动.在与润滑剂接触时，锥形滚子轴承包括在一側的润滑剂过压.该 压力可被用于将润滑剂输送到需要的部位.优选的是，所述锥形滚子轴 承的另外一側与相应的润滑刑槽润滑剂容器连接，以便所述润滑剂能够 顺利地连续输送，特别是在环路中输送.因为锥形滚子轴承通常总是需 要润滑的，并且因此，所使用的润滑剂通常还润滑其余的齿轮排列或其 余的传动装置甚至是马达，这种结构还以极低的损耗工作，由于无论如 何都会积聚压力，因此，所述传动装置都会遇到该压力.因此，该结构 能在没有任何明显额外能量损耗的情况下工作，同时输送润滑剂.
由于上迷润滑剂泵优选改善了飞机螺旋桨传动装置，与本发明润 滑剂泵相关的特征是在没有本发明其余特征的前提下同样是有利的.
不取决于本发明其余特征，飞机螺旋桨传动装置的另一种优选实
施方案变体包括用于驱动所述飞机螺旋桨传动装置的混合动力驱动装 置。这样，所述飞机螺旋桨传动装置可以被设计成相对轻质.
在本文中，术语"混合动力驱动装置"表示包括一个以上驱动电动 机的飞机螺旋桨传动装置，所述驱动电动机根据彼此不同的传动装置构 思提供动能.例如，所述混合动力驱动装置包括内燃机，通过它将化学 能转化成动能，还包括电动机，通过它将电能转化成动能.通过所述混 合动力驱动装置的驱动电动机，可以提供累加的传动功率，特别是用于 安全飞行操作或用于满足短期极限输出要求.
尽管在制造飞机时，轻质设计似乎是必不可少的，装配飞机螺旋 桨传动装置本身是荒谬的，除了现有的火花点火马达或柴油机之外，优 选还具有电动机，本发明的飞机螺旋桨传动装置优选混合动力驱动装 置。
为了补偿所述额外重量，通常为所述飞机螺旋桨传动装置提供传 动功率的内燃机可以被设计的较小，特别是功率较小，如果进入输出更
高的飞行阶段，可以通过能够另外增加的马达临时获得输出的提高.
在本文中，术语"电机"是"发电机"，换言之，将机械能转化成电 能的机器，和"电动机"，即，将电能转化成机械能的机器的总称.在本 文中，所述术语不应当被理解成排他性的，因此，在本文中，发电机，
如果它们被适当安装和使用的话，在牵引能力方面也可以是有效的；而 电动机，如果它们被适当安装和使用的话，在发电能力方面也可以是有 效的。正式这种双重功能，通常是用在传统飞机传动装置上的电机所缺少的.因此，由于它的电力或电控制，可以为电池充电的发电机/交流 发电机不支持被用作电机.类似的，由于它的自由旋转特征，不能将启 动器用于发电.因此，在本发明中，术语"电动机"和"发电机"基本上涉 及电机的相应使用，其中，可以同时被用作发电机和马达的电机被设计 成"双功能电机"。
另外，本发明的目的特别是通过使用飞机螺旋桨传动装置的双功 能电机来提高的飞机螺旋桨传动装置传动功率而实现的.
在所述双功能电机被用作电动机期间，所述飞机供应可以通过大 容量电池或超级电容器保证.
因此，与本发明的其余特征无关，本发明的目的还可以通过用马 达驱动飞机螺旋桨的方法实现，其中，在笫一操作状态下，所述飞机螺
旋桨是通过笫一马达，例如，内燃机驱动的，在第二中操作状态下，作 为替代或补充，所述飞机螺旋桨是通过第二马达，例如，电动机驱动.
例如，所述第二马达可以在临界飞行阶段作为输出增强器被额外 启动。作为替代，所述笫二马达在输出较少的飞行阶段，例如，滑行阶 段使用，取代所述第一马达。
两个马达到控制可以由飞行员手工完成，或通过电子驱动控制系 统自动完成。
尽管飞机传动装置通常包括启动器，它通常被设计成电动机，根 据本发明，所述启动过程不在上述任何操作状态之列，因为所述已知的 启动器通过自由旋转结构整合在传动链上，并且不被用于驱动螺旋桨.
因此，如果两个马达这样连接使得它们的扭力或它们的旋转速度 能够累加将是有利的，特别是对于启动器来说，例如，由于它们的自由 旋转特征，精确控制是不可能的.
因此，如果在每一种情况下两个马达都能够持续驱动螺旋桨将是 有利的.在这种结构中，术语"持续"在本文中限定如果在每一种情况 下两个马达都能够持续驱动螺旋桨将是有利的.在这种结构中，术语"持 续"在本文中限定启动器的功能，在任何情况下都表示可以根据螺旋桨 的输出要求工作的传动装置，即使可能只能工作极短的时间，例如，作 为起飞阶段或极端场合下的输出增强器。与此相反，启动器是根据要启 动的马达的旋转速度控制的.
与上述特征无关的一种方法变化形式提供了通过第一马达，例如，
10内燃机驱动的飞机螺旋桨，并且对于所述飞机螺旋桨来说，在需要较大 输出阶段，可以通过第二马达，例如，电动机额外驱动.
例如，这种对较大输出的需求出现在飞行的起飞或上升阶段，在 所述阶段，飞机螺旋桨传动装置必须提供较大的输出，以便至少在需要 更大输出的工作阶段或飞行阶段优选由除了笫一马达之外的另一个马 达驱动传动链.
在需要较大输出阶段，如果需要增加另一个马达，可以对笫一马 达进行设计，以便它提供较小的输出，以便它还可以被设计成重量较轻， 并因此能够降低整个飞机螺旋桨传动装置的重量，或至少能够避免整个 重量的增加.
因此，如果飞机螺旋桨传动装置包括提高飞机螺旋桨传动装置传 动功率的装置将是有利的.这样，在需要时就可以至少短时间地提高飞 机螺旋桨传动装置的输出.
如果提高所述传动功率的装置包括电动机，优选双功能电机，可 以特别方便地制作与飞机螺旋桨传动装置结合的混合动力驱动装置.
另外，如果需要，所述电机能够以节省空间的方式整合在飞机螺 旋桨传动装置上，如果所述电机被安装在所述传动链上，特別是安装在 传动轴上，特别是飞机螺旋桨传动装置的齿轮轴上的话，所迷齿轮轴能 传递螺旋桨驱动扭力.
在本文中，特别优选的是，电机的输出轴构成了传递螺旋桨驱动 扭力的齿轮轴或齿轮输入轴的飞机螺旋桨传动装置传动轴的至少一部 分。这样，所述电机可以毫无问题地整合在现有飞机螺旋桨传动装置的 传动链上.以这种方式整合的电机还能够提供内燃机的起飞装置的功 能，以便优选无需提供频外启动器.
所述电机能够与现有的马达一起作为紧凑的传动装置单元简单地 组合在一起，如果所述电机被安装在离合器，特别是滑动离合器，以及 其它驱动电动机之间的话.
为了确保如果需要将所述电机与所述螺旋桨的传动链分离，优选 所述电机被安装在齿轮轴上，以便所述电机可以与螺旋桨轴分离.这样， 例如，在偶然情况下，当螺旋桨突然停机时，可以减少损坏所迷传动链 其它部件的危险。优选的是，所述电机可以通过滑动离合器与其余的传 动链分离.所述传动链上的特别有利的元件减少是这样实现的，如果飞机螺 旋桨传动装置的扭转振动减震器包括电机，特别是双功能电机的话.因 此，由于它们的质量，单项转子，以及双功能电机都具有减宸作用.因 此，例如，所述转子能够形成减振器和/或质童飞轮的主质量或副质量 的一部分.
另外，通过适当控制能量转换过程，已经可以在单项电机上实现 有效的扭力减震.例如，这种情况可以出现在发电机电能仅在转子旋转 过快阶段输出.另外，例如，这种情况可以发生在电动机电能在旋转阶 段输出增加期间，其中，由第一马达驱动的转子旋转过慢，
不过，同样在这一方面，能够相应增加能量输入或撤消的双功能 电机似乎是特别有利的.特别是，这种双功能电机能够以补充的方式用 作电力发生器或发电机/交流发电机和/或用作启动器马达.
特别是如果电机取代扭转振动减震器，例如，上迷双质量飞轮， 所述飞机螺旋桨传动装置就构成了特别紧凑的，因此是有利的设计.
如果需要的话，电机的有效减震还可以通过被动电子元件实现， 它能够强制所述电机上希望的或需要的取决于阶段的电流特征和电压 特征，因此，特别是可以使用补充的电流储存装置和电压储存装置，如 线團和电容器.特别适合这种情况下的是超级电容器或超电容器
(superCAPs)，它能够在最短的循环时间内支持出色的循环持续和能 量密度.另一方面，特别是还可以使用主动电力元件，例如晶体管和类 似装置，特别是整合在集成电路上的控制装置，或通过软件控制.
根据具体要求，可以将以下装置用作电流存储装置或电压储存装 置特别是累加电池，大容量电池，蓄电池，电容器，特别是超级电容 器，燃料电池，电解电池和类似装置.在该结构上，特别是大容量电池 和超级电容器的组合是特别重要的，因为，例如，大容量电池被设计用 于长期负荷，并因此可以选择较轻的质量，或相同的质量，以便提供更 大的容量，同时，通过超级电容器可以兼顾负荷峰值.这种电容器特别 适合提供和吸收负荷峰值.如果需要，同样常见的是，可以提供电池， 特别是用于提供弱电流能量，或用于对飞机的其余电力消费者提供能 量。
同样可以想象的是，通过合适的电力控制，可以兼顾到驱动电动 机及其旋转频率的定期的不稳定运行，以便以扭力减震方式使用所述电机.这特别适用于双功能电机.
由于上述原因，混合动力驱动装置，特别是电机形式的提高传动 功率的装置，以及在本文中所阐述的特征在没有本发明其余特征的情况 下同样是有利的，因为它们已经能够有利地改善常规飞机螺旋桨传动装 置。
另外，本发明的目的还可以通过使用轴承，特别是飞机螺旋桨传 动装置，特别是飞机螺旋桨传动装置的马达的锥形滚子轴承实现，将它 用作润滑剂泵，通过它将润滑剂输送到飞机的需要的润滑剂的部位.
通过将轴承用作润滑剂泵，可以显著简化飞机螺旋桨驱动装置的 设计，正如上文业已说明的，因为它很可能可以在没有额外泵的情况下 工作.另外，这种结构能以较少的损耗工作.
将结合包括附图在内的以下说明对本发明的其它优点，目的，特征 进行说明，所述附图示意性地表示飞机螺旋桨传动装置，以及单个元件.
图l示意性表示飞机螺旋桨传动装置的示意图，飞机螺旋桨传动装
置具有包括双轴齿轮排列和双质量飞轮的传动链；
图2示意性表示飞机螺旋桨传动装置的示意图，飞机螺旋桨传动装
置具有包括三轴齿轮排列和双质量飞轮的传动链；
图3示意性表示飞机螺旋桨传动装置的示意图，飞机螺旋桨传动装 置具有包括三轴齿轮排列和双质量飞轮，以及连接的外部大齿轮泵的传 动链；
图4示意性表示另一种飞机螺旋桨传动装置的示意困，飞机螺旋桨 传动装置具有包括三轴齿轮排列和双质量飞轮，以及整合的内部大齿轮 泵的传动链；
图5示意性表示飞机螺旋桨传动装置的示意图，飞机螺旋桨传动装 置具有包括牙轮皮带的传动链，其中，所述传动链包括双轴齿轮排列和 双质量飞轮；
图6示意性表示飞机螺旋桨传动装置的示意图，飞机螺旋桨传动装 置具有包括牙轮皮带的传动链，其中，所述传动链包括双轴齿轮排列和 电机作为双质量飞轮；
图7示意性表示具有混合动力驱动装置的飞机螺旋桨传动装置的示意图，飞机螺旋桨传动装置具有包括双轴齿轮排列和减振器的传动
链，其中，所述减振器包括电机；
图8示意性表示具有混合动力驱动装置的飞机螺旋桨传动装置的
示意图，飞机螺旋桨传动装置具有包括三轴齿轮排列和减振器的传动
链，其中，所述减振器包括电机；
图9示意性表示双质量飞轮的详细示意图；和
图IO示意性表示图5所示双质量飞轮的另一示意图.
具体实施例方式
图1表示飞机螺旋桨传动装置1包括柴油发动机2，它通过双轴齿轮 排列3与螺旋桨4连接.所述双轴齿轮排列3主要包括齿轮排列输入轴5和 螺旋桨4的螺旋桨轴6。在齿轮排列输入轴5上，安装了双质量飞轮7，滑 动离合器8和输入轴大齿轮9.在本实施方案中，双轴齿轮排列3被设计 成单级齿轮排列.输入轴大齿轮9与螺旋桨轴大齿轮10啮合.
根据本发明，双质量飞轮7可以减弱由柴油发动机2引入飞机螺旋 桨传动装置l的震动，以便这些震动至少被减弱到非临界值，并且不再 对滑动离合器8或其余齿轮排列产生负面影响.
在本实施方案中，双质量飞轮7被设计成扭转振动减震器，主质量 与副质量的质量比为60% -40X(在本文中，还表示图5和图6所示双质 量飞轮407的详细示意图)，
选择主质量，以使它略大，使得整个飞机螺旋桨传动装置l具有非 常安静的运行特征，以便由柴油发动机2发出的震动不会被传递，或者
只能以可忽略不计的程度传递到螺旋桨4.
在本实施方案中，滑动离合器8是以与断裂点的形式在所述飞机螺 旋桨传动装置l的传动链上提供的，所述预定断裂点可以防止飞机螺旋 桨传动装置l出现更严重的破坏。例如，当螺旋桨运动出现突然紊乱时. 当螺旋桨4意外接触地面时就是这种情况，并且防止它继续转动，尽管 柴油发动机2继续运行，并且试图继续驱动螺旋桨4,可以理解的是，除 了这种改进的实施方案之外，还可以提供真实的断裂装置，它能在特定 扭力条件下分离力或扭力的传递.可以理解的是，在其它实施方案中， 在每一种情况下，可以在没有滑动离合器的情况下工作，特别是还可以 在没有分离预定的断裂点的情况下使用。例如，如果不提供分离预定的断裂点，如果需要是特别选择的分组件，例如，所述扭转振动减震器的 分组件，会在第一种情况下断裂.
为了旋转保持每一个元件或分组件，例如，齿轮排列输入轴5，包 括一个或几个锥形滚子轴承的飞机螺旋桨传动装置l (在附图中没有分 别用附图标记示出)在它的压力形成一側，提供了油管，锥形滚子轴承 所在的它们的另一侧需要滚动方式的油槽，并且通过锥形滚子轴承使油 在飞机螺旋桨传动装置l运动或输送，因此，所述锥形滚子轴承形成了 本发明飞机螺旋桨传动装置1的油泵，因此使得具有额外的油泵盈余.
下面披露的飞机螺旋桨传动装置披露了类似设计的优选典型实施方案。
在图2中示出的飞机螺旋桨传动装置101包括柴油发动机102，三 轴齿轮排列111和螺旋桨104.三轴齿轮排列lll包括齿轮排列输入轴 105，螺旋桨轴106和中间轴112,
在齿轮排列输入轴105上提供了双质量飞轮107，滑动离合器108和 输入轴大齿轮109.螺旋桨轴106包括螺旋桨轴大齿轮110.在该典型实 施方案中，输入轴大齿轮109和螺旋桨大齿轮110不直接啮合；相反，它 们通过中间轴大齿轮l 13间接啮合.
在图3中示出的飞机螺旋桨传动装置201在设计上大体上与图2所 示上述飞机螺旋桨传动装置101相同。它主要包括以下元件柴油发动 机202,三轴齿轮排列211,螺旋桨204,螺旋桨轴206，双质量飞轮207， 滑动离合器208，输入轴齿轮皮带滑轮209，螺旋桨轴大齿轮nO，中间 轴212,和中间轴大齿轮213。
另外，在柴油发动机202和螺旋桨2(M之间的传动链上安装了内部 大齿轮泵214,优选的是，与内部大齿轮泵214相关，因此不需要其它齿 轮排列链操纵飞机螺旋桨传动装置201或三轴齿轮排列211上的内部大 齿轮泵214，因此，内部大齿轮泵214直接安装在所述传动链的轴上.相 反，内部大齿轮泵214是通过柴油发动机202和螺旋桨204之间的传动链 轴驱动的。优选的是，内部大齿轮泵214因此还被容纳在三轴齿轮排列 211的齿轮排列外壳211A的内部，以便整个飞机螺旋桨传动装置201可 被优选设计地非常紧凑.
与上面所示出的典型实施方案相比，还额外提供了内部大齿轮泵 214，它主要被用于将润滑剂输送到各个元件，特别是三轴齿轮排列211的元件，所述元件的正常工作需要供应润滑刑；因此，所述内部大齿轮 泵214被用作通过锥形滚子轴承润滑的替代或补充.
图4所示出的飞机螺旋桨传动装置301主要还包括以下元件柴油 发动机302，三轴齿轮排列311，螺旋桨304，齿轮排列输入轴305，螺旋 桨轴306，双质量飞轮307,滑动离合器308,输入轴大齿轮309,螺旋桨 轴大齿轮310,中间轴312和中间轴大齿轮313.在该典型实施方案中， 飞机螺旋桨传动装置301包括外部大齿轮泵315,它是通过螺旋桨轴306 驱动的.由于外部大齿轮泵315是通过柴油发动机302和螺旋桨304之间 的传动链的轴驱动的，外部大齿轮泵315还可以放置在三轴齿轮排列311 的齿轮排列外壳311A内部，它甚至没有本发明的特征，导致了飞机传 动装置的一种更简单的设计.特别是，该优点还可以出现，尽管事实上 在这种典型实施方案中，外部大齿轮泵315仅仅是通过所述传动链间接 驱动的。通过与上述典型实施方案的内部大齿轮泵类似的外部大齿轮泵 315，可以确保将润滑剂输送到飞机螺旋桨传动装置301的润滑点上.
在图5中示出的飞机螺旋桨传动装置401主要表示图1和2所示飞机 螺旋桨传动装置的另一种典型实施方案.飞机螺旋桨传动装置401还包 括柴油发动机402，双轴齿轮排列403和螺旋桨4(M.除了齿轮排列输入 轴405之外，飞机螺旋桨传动装置401仅包括螺旋桨轴406.滑动离合器 408和双质量飞轮407被固定在齿轮排列输入轴405上，
齿轮排列输入轴405和螺旋桨轴406都没有装配直接啮合的轴大齿 轮(例如参见图l，附图标记8， 10);相反，它们装配有输入轴齿轮皮 带滑轮409A和螺旋桨-轴齿轮皮带滑轮"OA.在该结构上，来自输入轴 齿轮皮带滑轮409A的力或扭力通过由高强度弹性材料制成的牙轮皮带 416传递给螺旋桨-轴齿轮皮带滑轮410A.
根据所述实施方案的变体，在其它典型实施方案中，牙轮皮带"6 可以用相应的颠倒齿型链或钩环链取代.显而易见的是，在以这种方式 保持的实施方案变体中，牙轮皮带滑轮40H和"0A需要用合适的链轮取 代。
另外，可以理解的是，飞机螺旋桨传动装置401还可以包括内部大 齿轮泵或，作为替代方案，包括外部大齿轮泵.
在图6中所示出的飞机螺旋桨传动装置501包括混合动力驱动装置 517，它包括柴油发动机502和电机518.电机518能够以累加或替代方案与柴油发动机502连接，因此能够导致飞机螺旋桨传动装置501输出的增 加，或可以排他性地产生所需要的传动功率，在本实施方案中，电机518 被设计成双功能电机.在一种替代实施方案中，它还可以是单純的电动 机。
电机518的工作可以通过合适的电机控制系统518A操纵，它是通过 安装在电机518和电池518C之间的合适的控制线518B实现控制的.
当电机518通过电机控制装置518A切换成发电机时，由电机518对 电池518C进行充电.如果在特定飞行阶段，飞机螺旋桨传动装置501需 要额外输出，该输出不能由柴油发动机502单独输送，就可以将电机控 制装置518A作为马达额外连接在电机518上，其中，该马达是通过来自 电池518C的能量驱动的，
通过以这种方式添加的电机518,将额外输出输送到飞机螺旋桨传 动装置501。
因此，电机518优选直接安装在飞机螺旋桨传动装置501的齿轮排 列输入轴505上，以便电机518的输出可以被直接导入齿轮排列输入轴 505,理想的是，电机518的输出轴(在该附图中没有用附图标记清楚地 示出)至少形成了齿轮排列输入轴505的一部分.
因此，电机518构成了增强飞机螺旋桨传动装置501的频定输出的 装置.另外，在这种典型实施方案中，以这种方式在齿轮排列输入轴505 上提供的电机518取代了双质量飞轮，例如，仍然在图5所示的飞机螺 旋桨传动装置401上所提供的(参见附图标记407 ) 这样，在该典型实 施方案中，元件数量的减少优选是通过电机518实现的，因为不需要提 供双质量飞轮。可以理解的是，该电池518C优选是大容量电池，并且在
替代实施方案中，取代电池sisc的是超级电容器或电池和超级电容器的
组合，并且在补充方式中，还可优选使用常规电池.
除了上述之外，飞机螺旋桨传动装置501包括相同的传动装置。在 齿轮排列输入轴505上提供了滑动离合器508,它位于电机518后面，以 便防止飞机螺旋桨传动装置501出现过载损伤.另外，飞机螺旋桨传动 装置501包括双轴齿轮排列503，它与已经解释过的齿轮排列输入轴505 不同，还包括螺旋桨轴506，在它上面安装有螺旋桨504。
齿轮排列输入轴505和螺旋桨轴506之间的动力传输或扭矩传输是 通过牙轮皮带516实现的，该皮带与合适的输入轴齿轮皮带滑轮509A和螺旋桨轴齿轮皮带滑轮510A相互作用.飞机螺旋桨传动装置501还可以 包括内部大齿轮泵或外部大齿轮泵，正如上面所说明的.
除了上述牙轮皮带变体之外，对于飞机螺旋桨传动装置501来说， 图7中的飞机螺旋桨传动装置601示出了与双轴齿轮排列603结合的混合 动力驱动装置617，其中，齿轮排列输入轴605和螺旋桨轴606或它的输 入轴大齿轮609和螺旋桨轴大齿轮610直接啮合.
在该典型实施方案中，混合传动装置617包括安装在柴油发动机 602和滑动离合器608之间的柴油发动机602和电机618,特别是，电机 618的控制是通过电机控制装置618A完成，该装置通过控制线618B不仅 与电机618连接，而且还与电池618C连接.应当理解的是，除了滑动离 合器之外，甚至不取决于本发明的其余特征可以使用具有预定断裂点的 过栽离合器作为过栽保护装置.
对于该典型实施方案来说，可以获得与电机618以及所有相关的其
它飞机螺旋桨传动装置元件相关的上述优点.
除了三轴齿轮排列711之外，图8所示飞机螺旋桨传动装置701包括 与图7所示飞机螺旋桨传动装置601相同的设计，因此，有关解释就不再 重复。然而，要对飞机螺旋桨传动装置701的主要部件或分組件作简要 的说明.三轴齿轮排列711包括齿轮排列输入轴705和螺旋桨轴706,在 所述轴之间具有中间轴712.为进行单个轴705， 706和7U之间的动力传 输或扭矩传输，输入轴大齿轮709，中间轴大齿轮713和螺旋桨轴大齿轮 710相互作用.
在滑动离合器708和柴油发动机702之间的齿轮排列输入轴705上 连接有电机718，其中，特别是电机718的工作是通过电机控制装置718A 操纵的'为了能够控制电机718提供了控制线718B，通过它还可以将电 机718连接在电池718C上.
最后，与两个飞机螺旋桨传动装置601和701相关，应当指出的是， 它们中的每一个都可以包括内部大齿轮泵或外部大齿轮泵.
图9和10所示双质量飞轮1407在双质量飞轮的典型实施方案中，详 细示出，它具有整合的滑动离合器，它可优选应用在上述飞机螺旋桨传 动装置之一上.
双质量飞轮1407包括主质量1420和副质量1421,在该结构上，主 质量1421包括主板1422和定心法兰1423.另外，主板1422携带有带齿
18的启动器环1424.副质量1421主要包括副板1425，它是通过滑动轴承 1426旋转安装在定心法兰1423上的.
除了这种可旋转的轴承之外，两个质量1420和1421通过弹簧减震 器结构1427.弹簧减震器结构1427包括弹簧元件1428和摩擦元件1429. 应当理解的是，如果需要，弹簧元件1428不会排他性地以类似弹黃的 能力起作用，而且还能够以摩擦和阻尼或能量转换能力的形式起作用， 同时，摩擦元件1429不仅以阻尼能力的形式起作用，而且在特定范围内， 还可以包括类似弹簧的特征，
在图9和10所示出的双质量滑动离合器飞轮1407上，例如，它能够 被用于上述典型实施方案，在每一种情况下，都提供了主要側面和次要 側面分组件，它们来自相应的质量1420或1421，形成了与弹簧减震器结 构1427或弹簧元件1428以及与摩擦元件1429的有效连接，
在主要侧面上，与弹黃元件1428相关，它是主要双弹簧盘1430， 它包括弹黃元件1428的弹簧1431，并且它通过螺紋孔1432连接以非旋 转方式安装在定心法兰1423上，与主质量1"0相关，并且与主板1"2， 定心法兰1423和隔板1433相关.因此，副质量1421包括位于次要側面 的弹簧盘1434，该弹簧盘1434通过铆钉连接安装在副板14"上的开孔 1435中，并且还包括弹黃l431.弹簧元件1"8还包括自由弹簧板1436, 它被用于对弹簧1431进行定位.
在摩擦元件1429的次要側面包括两个压力垫團1437和1438，以及 楔1439和1440，它们是通过盘状弹簧1"1彼此轴向张紧的，该弹簧被安 装在笫二楔1440和第二压力垫圏1"8之间.楔1439和1440包括沿周向 方向改变的厚度.在该结构上，楔1439， l"0之一，即安装在笫一压力 垫團1437上的第一楔1439形成了与副质量1421的次要側面弹簧盘 1442的旋转连接，其中，所述第一楔1439沿周向方向包括第一止挡1443, 次要侧面弹黃盘1442靠在它上面，并通过位于特定旋转角度处的止挡 1444阻挡，
第一压力垫團"37被设计成滑动圃盘，第一楔1439可以在它上面 滑动.第二楔1440以非旋转方式与盘状弹黃1"1连接，并且与第一压力 垫闺1437连接，其中，所述盘状弹簧1W1又以非旋转方式通过第二压 力垫闺1438与主板1422连接，该主板固定在主板""的槽中(没有附 图标记).通过这种排列，通过旋转角度可以改变在两个质量1420和1421之间生成的摩擦力，
通过副板1425，通过螺钉1445将双质量滑动离合器飞轮1407与离 合器外壳"46连接，后者携带有离合乒盘1447,具有盘状弹簧l448， 它将离合乒盘1447压在摩擦片1449上，摩擦片被卡在离合乒盘1447和 副板1425之间。实际上，通过副板1425，离合乒盘1447和摩擦片1449可 以实现整合的滑动离合器1450.
在摩擦接合状态下，通过主质量1420，弹簧减宸器结构1427,副 质量1421和离合兵盘1447 ，将来自传动轴1"2的扭力传递到摩擦片 1449，并因此传递到传动轴1452，该轴与摩擦片1449连接。传动轴1452 通过螺钉与主质量1420连接，螺钉被安装在分组件1422， 1423, 1430和 1433的螺紋孔1453中，所述整个结构被安装在离合器空间1"1中，
附图标记列表
1飞机螺旋桨传动装置209输入轴大齿轮
2柴油发动机210螺旋桨轴大齿轮
3双轴齿轮排列211三轴齿轮排列
4螺旋桨211A齿轮排列外壳
5齿轮排列输入轴212中间轴
6螺旋桨轴213中间轴大齿轮
7双质量飞轮214内部大齿轮泵
8滑动离合器301飞机螺旋桨传动装置
9输入轴大齿轮302柴油发动机
IO螺旋桨轴大齿轮304螺旋桨
IOI飞机螺旋桨传动装置305齿轮排列输入轴
102柴油发动机306螺旋桨轴
104螺旋桨307双质量飞轮
105齿轮排列输入轴308滑动离合器
106螺旋桨轴309输入轴大齿轮
107双质量飞轮310螺旋桨轴大齿轮
108滑动离合器311三轴齿轮排列
109输入轴大齿轮311A齿轮排列外壳
110螺旋桨轴大齿轮312中间轴 20111三轴齿轮排列
112中间轴
313中间轴大齿轮 315外部大齿轮泵
113中间轴大齿轮401飞机螺旋桨传动装置
201飞机螺旋桨传动装置402柴油发动机
202柴油发动机403双轴齿轮排列
204螺旋桨404螺旋桨
205齿轮排列输入轴405齿轮排列输入轴
206螺旋桨轴406螺旋桨轴
207双质量飞轮407双质量飞轮
208滑动离合器408滑动离合器
409A输入轴齿轮皮带滑轮
410A螺旋桨轴齿轮皮带滑轮618C大容量电池
416牙轮皮带 501飞机螺旋桨传动装置 502柴油发动机 503双轴齿轮排列 504螺旋桨 505齿轮排列输入轴 506螺旋桨轴 507双质量飞轮 508滑动离合器 509A输入轴齿轮皮带滑轮 510A螺旋桨轴齿轮皮带滑轮 516牙轮皮带 517混合动力驱动装置 518电机
518A电机控制装置 518B控制线 518C大容量电池 601飞机螺旋桨传动装置 602柴油发动机 603双轴齿轮排列
701飞机螺旋桨传动装置 702柴油发动机 704螺旋桨 705齿轮排列输入轴 706螺旋桨轴 708滑动离合器 709A输入轴齿轮皮带滑轮 710A螺旋桨-轴齿轮皮带滑轮 711三轴齿轮排列 712中间轴 713中间轴大齿轮 716牙轮皮带 717混合动力驱动装置 718电机
718A电机控制装置 718B控制线 718C大容量电池 1407双质量飞轮 1420主质量 1421副质量604螺旋桨
605齿轮排列输入轴
606螺旋桨轴
608滑动离合器
609A输入轴齿轮皮带滑轮
610A螺旋桨轴齿轮皮带滑轮
616牙轮皮带
617混合动力驱动装置
618电机
618A电机控制装置 618B控制线 1433隔板
1434位于次要侧面的弹簧盘 1435孔
1436自由弹簧板 1437第一压力垫圏 1438第二压力垫團 1439第一楔 1440第二楔 1441盘状弹簧 1443第一止挡
1422主板
1423定心法兰
1424带齿的启动器环
1425副板
1426滑动轴承
1427弹黃减震器结构
1428弹簧元件
1429摩擦元件
1430双弹黃垫围
1431弹簧
1432螺紋孔
1444其它止挡 1445螺钉
1446离合器外壳
1447 离合乒盘
1448 盘状弹簧
1449 摩擦片
1450集成滑动离合器 1451离合器空间 1452传动轴 1453螺紋孔
权利要求
1.一种飞机螺旋桨传动装置，包括螺旋桨，马达，和位于所述螺旋桨和所述马达之间的传动链，其特征在于，所述传动链包括扭转振动减震器。
2. 如权利要求l所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征在于，所述 扭转振动减震器包括双质量飞轮(7).
3. 如权利要求1或2所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征在于，所述扭转振动减震器包括质量分布，其中，所述扭转振动减震器的主质量 (420 )超过所述扭转振动减震器质量的35X,优选达到65、而所述扭 转振动减震器的副质量(421)低于所述扭转振动减震器质量的65、优 选低至35%。
4. 如权利要求l-3中任一项所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征在 于，所述扭转振动减震器包括主质量(420)，其转动惯量为O. 035 kg/m2 -0. 220kg/迈2.
5. 如权利要求l-4中任一项所迷的飞机螺旋桨传动装置，其特征在 于，所述扭转振动减震器包括用于提供额外减震质量的装置，该装置不 适合传输驱动力.
6. 如权利要求5所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征在于，通过使用提供所述额外减震质量的装置，可以提供用于减振的额外转动惯量.
7. 如权利要求5或6所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征在于，提供所述额外减震质量的装置包括重量超过IOO g的元件和/或元件组件.
8. —种飞机螺旋桨传动装置，包括螺旋桨，马达，和位于所述螺 旋桨和马达之间的传动链，其特征在于，所述传动链包括液力离合器， 例如，转换器，特别是F6ttinger离合器.
9. 如权利要求l-8中任一项所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征在 于，另外，即除了扭转振动减震器或液力离合器之外，所述传动链是刚 性的。
10. 如权利要求1-9中任一项所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征在 于，所述传动链包括断开分离装置。
11. 如权利要求1-10中任一项所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征在于，用于向飞机螺旋桨传动装置中需要润滑刑的部位，例如，轴承和 /或大齿轮提供润滑剂的润滑剂泵，其中，所述润滑剂泵直接安装在马达的传动轴上，或安装在所述传动链的轴上或安装在齿轮排列输入轴 上，
12. 如权利要求1-11中任一项所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征 在于，用于向飞机螺旋桨传动装置中需要润滑剂的部位，例如，轴承和 /或大齿轮提供润滑剂的润滑剂泵，其中，所述润滑剂泵包括飞机螺旋 桨传动装置的锥形滚子轴承.
13. 如权利要求1-12中任一项所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征在于，用于向飞机螺旋桨传动装置中需要润滑剂的部位，例如，轴承和 /或大齿轮提供润滑刑的润滑刑泵，其中，所述润滑刑泵是通过飞机螺 旋桨传动装置的锥形滚子轴承形成的.
14. 如权利要求1-13中任一项所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征 在于，用于驱动飞机螺旋桨(501)的混合动力驱动装置(517).
15. 如权利要求1-14中任一项所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征 在于，用于提高飞机螺旋桨传动装置(501)的传动功率的装置。
16. 如权利要求15的飞机螺旋桨传动装置，其特征在于，所述用于 提高传动功率的装置包括电动机(518)。
17. 如权利要求1-16中任一项所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征 在于，电动机(518 )被安装在飞机螺旋桨传动装置(501)的齿轮轴上.
18. 如权利要求1-17中任一项所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征 在于，电动机(518 )的输出轴至少形成飞机螺旋桨传动装置(501)的 齿轮轴的一部分.
19. 如权利要求1-18中任一项所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征 在于，电动机(518)被安装在离合器，特别是滑动离合器(508 )和另 一个驱动电动机(502 )之间，
20. 如权利要求1-19中任一项所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征 在于，电动机(518)被安装在齿轮轴上，以便它可以与螺旋桨轴(506) 分离。
21. 如权利要求16-20中任一项所迷的飞机螺旋桨传动装置，其特征 在于，所述电动机是双功能电机.
22. 如权利要求1-21中任一项所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征 在于，所述飞机螺旋桨传动装置(501)的扭转振动减震器包括双功能 电机(518),
23. 如权利要求14-22中任一项所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征 在于，电能存储装置是超级电容器形式的大容量电池.
24. 如权利要求l-23中任一项所述的飞机螺旋桨传动装置，其特征 在于，两个马达的扭力和/或转速在需要时可以增加.
25. —种用马达驱动飞机螺旋桨的方法，其特征在于，震动，特别 是马达震动，是通过扭转振动减震器和/或液力离合器减弱的.
26. 如权利要求25所述的方法，其特征在于，通过轴承装置，特別 是飞机螺旋桨传动装置的锥形滚子轴承，可以将润滑刑输送到需要润滑 剂的部位.
27. 如权利要求25或26所述的方法，其特征在于，在第一操作状态 下，飞机螺旋桨传动装置(501)是由第一马达，例如，内燃机(502 ) 驱动的，且在第二操作状态下，作为替代或补充，飞机螺旋桨传动装置(501)是由第二马达，例如，电动机(518)驱动的.
28. 如权利要求25-27中任一项所述的方法，其特征在于，所述飞机 螺旋桨传动装置(501)是由第一马达，例如，内燃机O02)驱动的， 如果需要额外的输出，所述飞机螺旋桨传动装置(501)还可以额外由 笫二马达，例如，电动机(518)驱动.
29. 如权利要求27或28所述的方法，其特征在于，所述第一马达和 第二马达都可以长时间工作.
30. 如权利要求25-29中任一项所述的方法，其特征在于，至少在 强输出工作阶段或飞行阶段，例如，在起飞或爬升阶段，除了第一马达(502 )之外，另一个马达(518)驱动共用齿轮轴.
31. 如权利要求25-30中任一项所述的方法，其特征在于，通过提供 电能的电机，将额外传动功率导入飞机螺旋桨传动装置(501).
32. 如权利要求27-31中任一项所迷的方法，其特征在于，电能被 保持在超级电容器中的中间存储装置中.
33. 将轴承，特别是飞机螺旋桨传动装置的锥形滚子轴承，特别是 飞机螺旋桨传动装置的马达的锥形滚子轴承，用作润滑剂泵的用途，通 过它将润滑剂输送到飞机上需要润滑剂的部位.
34. 将飞机螺旋桨传动装置的电机用作提高飞机螺旋桨传动装置 的传动功率的用途.
全文摘要
为了改善飞机螺旋桨传动装置的减震性能，本发明提供了一种飞机螺旋桨传动装置，包括螺旋桨，马达，和位于所述螺旋桨和所述马达之间的传动链。所述飞机螺旋桨传动装置的传动链具有扭转振动减震器。
文档编号B64D35/00GK101610949SQ200880002312
公开日2009年12月23日 申请日期2008年1月14日 优先权日2007年1月15日
发明者D·沃伊格特, H·-D·施奈德 申请人:Gif工业研究有限责任公司