设有旋转支承构件和设有用于将油传递至此旋转支承构件的油传递单元的组件的制作方法

如已知，周转变速机构包括太阳齿轮、环形齿轮和多个行星齿轮，行星齿轮位于太阳齿轮与环形齿轮之间，且由托架支承。此类变速机构能够在以不同速度下旋转的同轴的轴之间传递运动，且很有效提供此功能，同时保持较小重量和体积。周转变速机构广泛用于航空涡轮发动机，以驱动风扇(所谓涡扇发动机中)或螺旋桨(所谓涡轮螺旋桨发动机中)。

在大多数应用中，托架是静止类型，且由柔性元件联接到发动机的固定框架上。在这些情况下，由托架支承的部件(行星齿轮、可能的滚动轴承等)通过管道在没有特殊困难的情况下被润滑，管道相对于发动机框架和托架是固定的。

另一方面，某些应用使用旋转托架，举例来说，在托架连接到旋转从动轴上时，或需要连续地控制太阳齿轮与环形齿轮之间或备选地，托架与环形齿轮之间的速度比时。具体而言，周转变速机构的构造在环形齿轮静止且托架旋转时称为“行星的”，而在所有三个元件(即，太阳齿轮、环形齿轮和托架)都旋转时是“差动的”。

在所有情况下，油传递单元大体上提供成将润滑油以有效且可靠的方式从静止框架传递至托架。此油传递单元大体上称为“油传递轴承”或“旋转接头”。具体而言，单元在压力下将油供应到由固定到托架上的套筒限定的环形室中。对于此环形室，加压油朝需要润滑的部件流动。

对应于权利要求1的前序部分的us8,813,469b2公开了一种油传递单元，其具有轴承，轴承具有环形通道，润滑剂在环形通道中流动，且轴承安装到套筒的外圆柱表面上，而无接触式密封环。

套筒的外圆柱表面具有布置在环形通道的相同轴向位置处的径向通路，以便将此通道置于与内环形室连通。最小径向间隙设在轴承的内圆柱表面与套筒的外圆柱表面之间，以允许套筒旋转，且同时限定密封件。

此径向间隙的量在设计阶段被准确地确定，以便最小化泄漏，且因此最大化对于油传递的体积效率。同时，必须以高精度水平加工轴承和套筒的匹配圆柱表面，以确保已在设计阶段限定的径向间隙。

此类解决方案特别有利，因为其避免了接触式轴承和接触式密封环布置在轴承和套筒的圆柱表面之间。

在us8,813,469b2中，套筒从圆形本体直接地突出，圆形本体形成行星托架的一部分，且保持周转变速机构的行星齿轮。

套筒的此类连接相当不令人满意，因为套筒的外圆柱表面的实际位置和形状和其旋转轴线的实际位置取决于行星托架的可能的变形，且会改变已经在设计阶段期间设置的构造。这些变形和/或位移可在静止状态中发生，例如，由于制造公差、组装公差和/或静止负载，或在操作动态条件期间发生。

实际上，当行星托架在操作条件期间旋转时，此变形可引起静止框架处的固定油源与套筒的外圆柱表面之间的相关的相对移动，其中必须供应油到达由托架支承的待润滑的部件。

本发明的目的在于获得一种设有旋转支承构件且设有用于将油从静止部分传递至此旋转支承构件的油传递单元的组件，其允许以简单且成本效益合算的方式解决上文提到的缺陷。

根据本发明，提供了一种包括可围绕轴线旋转的支承构件和用于将油传递至所述支承构件的油传递单元的组件。该单元优选包括以下的至少一个或多个：包括油口的静止部分；旋转部分，其在角向固定位置联接到所述支承构件上，且具有(a)与所述油口永久连通的内室和(b)沿所述轴线延伸的外圆柱表面中的一个或多个；浮动部分，其配合到所述外圆柱表面上，且在围绕所述轴线的角向固定位置联接到所述静止部分上，且具有限定的移动自由度；特征在于包括连接构件，连接构件与所述旋转部分和所述支承元件同轴，且包括以下一个或多个：固定到所述旋转部分上的至少一个第一部分、固定到所述支承元件上的至少一个第二部分，布置在所述第一部分与第二部分之间且是弹性柔性的至少一个中间部分。

中间部分可具有板形横截面。中间部分可包括圆形部分，圆形部分与所述旋转部分的外部元件同轴且围绕其配合。

圆形部分可包括具有沿轴向面对的凹面的至少一个弯曲区段。圆形部分还可包括圆柱区段和圆锥区段。弯曲区段可将圆柱区段和圆锥区段连结到彼此上。圆锥区段的厚度可大于所述圆柱区段的厚度。

中间部分可包括多个扇段，扇段围绕轴线与彼此成角地间隔开。扇段可向外终止于所述第二部分处。第二部分可由多个凸耳限定；每个扇段可设有两个所述凸耳，凸耳沿扇段的外弧形边缘成角地间隔开。每个扇段可包括主要部分；且边缘可具有大于主要部分的厚度。

扇段可具有相应孔口。支承元件可由周转变速机构的行星托架限定。

现在将参照附图来描述本发明，附图示出了其非限制性实施例，在附图中：

图1是对应于根据本发明的涡轮发动机的局部横截面的示图，涡轮发动机包括组件的优选实施例，组件设有旋转支承构件且设有用于将油传递至此旋转支承构件的油传递单元；

图2是图1中的组件的前视图；

图3和4是前部和后部的透视图，以放大比例示出了图2中的组件的细节，且为了清楚起见移除了一些元件；

图5是以放大比例且为了清楚起见移除了一些元件而示出组件的油传递单元的透视图；

图6是为了清楚起见移除了一些元件的图2中的细节的放大部分；以及

图7和8是根据图2的截平面viii-viii的放大比例的横截面，且示出了图3和4的细节，且分别示出了油传递单元。

参看图1的示图，附图标记1是指用于在静止部分与旋转部分之间传递油的油传递单元。在该特定且优选的实施例中，单元1安装在涡轮发动机2(部分且图解示出)，且用于朝旋转行星托架4供应润滑油，该旋转行星托架4限定了部分的周转变速机构5。具体而言，图1中所示的发动机2是通常称为“开放转子”的类型，且包括围绕轴线7沿相反方向旋转的两个螺旋桨6。

变速机构5包括：太阳齿轮8，太阳齿轮8围绕轴线7旋转且连接到输入轴9上，以便由涡轮驱动；多个行星齿轮12，行星齿轮12与太阳齿轮8啮合，且由托架4支承，且围绕相对于轴线7平行和偏心的相应轴线旋转；以及环形齿轮15，环形齿轮15与太阳齿轮8同轴且在外侧上与行星齿轮12啮合。

环形齿轮15和托架4以角向固定方式连接到相应的输出构件16和17上，输出构件16和17与轴9同轴且驱动对应的螺旋桨6。

已经针对周转变速机构5描述的特定差动构造，以及已经针对发动机2指出的特定开放转子构造并未排除根据本发明的单元1用于其它类型的周转变速机构和/或发动机，或用于其它类型的需要供油的装置。举例来说，单元1可有利地用于将油供应至旋转液压致动器或系统，具体是至控制成调整螺旋桨叶片的桨距角的致动器(通常称为pcm，即，桨距控制机构)。

参看图1中所示的图解放大视图，单元1包括：相对于发动机2的支承结构固定的静止部分18；相对于托架4同轴且成角地固定的旋转部分19；以及非旋转浮动部分20，其构造成以便将油从部分18传递到部分19，且在其相对于部分18的移动中具有一定自由度，这将在下文中详细描述。

就部分18的支承而言，优选地，部分18直接地固定到所谓的中间静止框架26上，以借助于滚动轴承来支承轴9和输出构件16和17。具体而言，部分18包括螺栓连接到框架26上的一个或多个凸缘21。

部分18具有内环形通道28(图8)和一个或多个入口29，入口29从发动机2的液压系统30接收加压油，并且与通道28永久连通来用于将油供应到此通道28中。

参看图8，优选地，部分18包括两个环形元件33和34，环形元件33和34固定到彼此上，且分别布置在相对于轴线7的外部位置和内部位置。具体而言，元件33、34包括相应的凸缘，其横穿轴线7，沿轴向抵靠彼此，且用螺栓连接到彼此上，元件33的凸缘由图5和8中的附图标记35指出。如图5中所示，凸缘21限定相应凸起37的部分，这些部分优选从凸缘35突出，且与元件33制作成一件。此外，具体而言，入口29也由凸起38形成，凸起38沿径向且向外从元件33突出，且与元件33制作成一件。

如图8中所示，元件33和34借助于密封环41联接到彼此上，密封环41布置在通道28的相对轴向侧上以确保流体密封性。无论如何，可提供其它类型的构造(未示出)来限定部分18。举例来说，部分18可借助于增材制造技术制造成一件。

通道28经由一个或多个油传递管45与部分20的环形通道43永久连通，每个管45沿径向终止于两个相对头部46、47。头部46以不漏流体的方式联接到元件34上，且头部47以不漏流体的方式联接到部分20上。头部46和47分别与圆柱座48和49配合，圆柱座48和49分别具有圆柱表面50和51。

优选地，单元1仅包括相对于轴线7布置在直径相对的位置的两个管45。

又参看图8，头部46和47的外侧表面借助于相应的密封环53、54且以一种方式联接到内表面50和51上，使得给予管45自由度来沿座48、49的轴线滑动。此外，头部46和47的外侧表面具有相应的直径，其低于表面50和51的内径，以便沿相对于座48和49的轴线的径向方向留下头部46、47与表面50和51之间的环形间隙。此间隙由密封环53、54封闭，且允许管45有一定自由度来围绕相对于部分18和20的切向方向旋转。

给予管45的移动自由度允许了部分20相对于部分18浮动，但并未有损座48和49处的密封，因为密封环53和54在此移动期间弹性地变形，且继续与表面50、51接触。

根据单元1的优选方面，表面50的直径与表面51的直径不同，优选地，表面50的直径大于表面51的直径。由于通道28和43中和管45中的油压力，故所述直径的差异在管45上生成朝部分20和轴线7的推力。同时，座49具有表面55，表面55连结到表面51上且限定用于头部47的端面56的止挡肩部，因此头部47永久地抵靠在表面55上。表面55和56的形状设计成以便限定圆形理论线处的接触，以用于允许头部47围绕相对于部分20的切向方向旋转。举例来说，表面55定形为圆锥形，且表面56定形为球形表面，其具有布置在管45的轴线上的中心。优选地，沿管45的轴线，此中心布置在密封环54的中平面处，以便在存在管45相对于浮动部分20失准时最小化由密封件的弹性变形生成的反应力矩。

优选地，密封环53和54限定相应的所谓动态密封件，其设计成以便在存在较强失准的情况下避免从管45泄漏，且在动态条件下具有相对于在管45的内表面上连续滑动的高阻力。

优选地，密封环53和54的横截面的外部轮廓的形状是梯形或d形，以便在相对运动期间避免橡胶密封螺旋模式失效和橡胶挤出。其次，以上形状有助于获得头部46、47的更容易的旋转。

如图2和6中所示，通过连杆60来防止部分20围绕轴线7的旋转，连杆60具有直线轴线，当部分20布置在相对于部分18的设计参考位置时，直线轴线沿相对于轴线7的切向方向延伸。

优选地，连杆60的轴线布置成平行于管45。该定向允许了在部分20的给定浮动移动中最小化相应的座48、49中的头部46、47的滑动和旋转移动的幅度，以便最小化管45的位移和失准，且因此最小化橡胶密封件(53和54)挤出的风险。

连杆60可由固定到彼此上的不同件制成，或可制作成单件。优选地，连杆60具有两个相对端61，其由相应的球形接头63连接到部分18和20上。连杆60的每端处的球形接头63的提供确保了相对于轴线7的部分20的轴向平移中的自由度，且不仅是旋转中的自由度。

作为本发明的优选方面，参看图5，部分20的浮动移动限于设计阶段通过提供肩部70、71建立的给定范围以下，肩部70、71相对于部分18固定，布置在部分20的相对轴向侧上，且沿轴向面对部分20。优选地，肩部71还沿径向面对部分20(这可在图8中看到)。

肩部70、71由相应的一系列凸片72和73限定，凸片72和73围绕轴线7与彼此间隔开。优选地，凸片72的角位置围绕轴线7相对于凸片73的角位置交错。

优选地，凸片72和73从管状环74的相对边缘沿径向向内突出，以限定元件34的部分。此边缘中的一个由中间环形壁75连结到元件34的外凸缘上，以便支承凸片72、73。对于每个管45，环74具有由此管45接合的对应的径向通路76。

当部分20布置在相对于部分18的设计参考位置时，轴向间隙和径向间隙设在肩部70、71和部分20之间，以便允许设计阶段建立的期望的浮动移动，且因此确保单元1的最佳操作状态。在单元1的组装期间，另一方面，肩部70、71可沿径向和/或沿轴向与部分20接触，以便限制部分18和20之间的相对移动。以此方式，单元部分的组装和发动机2中的单元1的安装较容易且安全，而没有损坏风险。

根据图8中示为优选实施例的内容，部分20包括主体80，其继而又包括限定了通道43的外表面的环形部分81；以及针对每个管45而言的限定了座49的相应的外部径向凸起82。具体而言，每个凸起82沿轴向面对对应的凸片73。

部分20还包括套管或环形垫83，其优选由不同件限定，且相对于本体80固定。具体而言，垫83沿轴向夹在本体80的径向凸起84与保持环85之间，保持环85沿轴向抵靠且固定到凸起84的相对轴向侧上的本体80上。

垫83限定了通道43的内表面，且借助于密封环86联接到本体80上，密封环86布置在通道43的相对轴向侧上，以确保流体密封性。

垫83具有圆柱形表面87，其以非接触构造直接地面对且配合到具有径向间隙的部分19的外圆柱表面88上，即，其间没有任何附加接触式密封元件和任何接触式轴承。垫83具有一个或多个径向孔89、与环形凹槽90永久连通的推动通道43，凹槽90由垫83向外且由部分19向内界定，且将表面87和/或表面88沿轴向分成两个单独的区。

表面87、88之间的径向间隙的尺寸在设计阶段限定，以便允许部分19的旋转，且同时限定在表面87、88(即，在表面87、88的两个分开的区中的每个处)之间的凹槽90的每侧上以油膜的流体静力密封。表面87、88必须以高精度水平和低公差加工，以便确保设计阶段已经设定的旋转和密封状态。

部分19具有内环形室95和一个或多个径向孔96，径向孔96布置在凹槽90的相同轴向位置，且使室95与凹槽90永久连通。室95继而又与一个或多个出口(未示出)永久连通，以将油供应至此出口，且因此润滑齿轮啮合和/或行星轴承。

具体而言，室95由外套筒97和内套筒98限定，外套筒97和内套筒98借助于密封环99(图8)联接到彼此上，以确保流体密封性。举例来说，套筒97、98由螺钉(图4)固定到彼此上。

如图3和4中所示，部分19在角向固定位置由盘构件100联接到托架4上。构件100与部分19和托架4同轴，且在一端处固定到套筒97上，且在相对端处固定到托架4的前表面110上。优选地，构件100由单件限定，且不由固定到彼此上的件限定。作为备选，其可通过焊接单独的件来制造。

具体而言，构件100包括：圆形部分111，其与环形元件112同轴且围绕环形元件112配合，其中环形元件112与套筒97一体化；以及一个或多个凸缘113，凸缘113从圆形部分111突出，抵靠在元件112上，且优选由螺钉或螺栓114固定到元件112上。

更具体而言，如图7中所示，元件112包括：内部部分115，其限定了室95的向外的径向分支116；以及外凸缘117，其从部分115沿径向突出且限定肩部118，凸缘113沿轴向抵靠在肩部118上。向外，凸缘117具有肩部边缘119，肩部边缘119沿径向面对构件100的轴向凸起120，以便限定中心参考物(centeringreference)来将圆形部分111配合在同轴位置的凸缘117上。

参看图3，构件100向外终止于多个凸耳或舌片121，凸耳或舌片121抵靠在表面110上，且具体由螺钉或螺栓122固定到托架4上。

根据本发明的优选方面，圆形部分111具有板形横截面，即，由具有相对较低厚度的壁限定。

具体而言，圆形部分111的横截面沿整个圆周是恒定的。然而，根据未示出的变型，可沿此圆周提供适合的厚度变化。

参看图4，圆形部分111包括圆柱形区段123，其从凸缘113的外缘突出。优选地，区段123相对于凸起120沿相反方向轴向地突出。圆形部分111还包括：圆锥形区段125，圆锥形区段125相对于区段123成锐角向外延伸；以及弯曲区段127，弯曲区段127将区段123、125连结到彼此上，且具有朝向平行于轴线7的方向的凹面。

优选地，区段125的厚度大于区段123的厚度。具体而言，区段127的厚度逐渐地(即，没有离散阶梯)从区段125减小到区段123。

大体上，在设计阶段优化了形状和厚度，以在动态条件中获得单元1的最佳性能。举例来说，根据在设计阶段评估的特定动态条件，圆锥形区段125的倾斜和圆柱形区段123的长度可与所示的不同。

根据本发明的另一个优选实施例，构件100包括多个扇段129，具体是三个扇段129，其将圆形部分111的外缘连结到凸耳121上，围绕轴线7与彼此成角地间隔开，且具有板形横截面，即，它们由具有相对较低厚度的相应的壁限定。

具体而言，扇段129作为区段125的延伸部分，以和扇段129相同的角及相同的厚度向外延伸。

优选地，每个扇段129设有两个凸耳121，凸耳121沿扇段129的外弧形边缘130成角地间隔开。

有利地，每个扇段129包括主要部分131，其具有恒定厚度，该厚度等于区段127的厚度且小于凸耳121的厚度。每个扇段129还包括外部部分132，其限定边缘130且具有较大厚度，以便将部分131连结到凸耳121上，且局部地加强扇段129。

构件100的一些部分的低厚度允许很低的抗弯刚度。抗弯刚度在构件100固定到托架4上的区域处特别低，也是因为扇段129沿周向方向由间隙(图3)与彼此分开。

具体而言，扇段129可弹性地扭转，以便允许凸耳121的轴向相对位移。

此外，部分123可由于其薄壁而弹性地且径向地偏转。

轴向和径向柔性的组合在设计阶段经调节来允许套筒97与托架4的偏转的适当隔离，且优化整个系统的动态性能。换言之，托架4在负载下的变形在操作条件期间对表面88的实际位置的影响可忽略。

具体而言，由于区段127的弯曲形状，故以部件的有限应力来管理轴向和径向偏转。

如上文所述，由于低抗弯刚度，套筒97的位置相对于托架4的可能变形和/或托架4的制造和/或组装公差具有较低敏感性。

同时，构件100的设计允许转矩传递来使部分19与托架4一起刚性地旋转。

上文针对扇段129和/或针对区段123、125、127应用的短语“低厚度”的含义意在作为托架4的尺寸和/或构件100的尺寸的函数，且优选作为变速机构5的特定应用的函数。具体而言，如果以下之间的比大于25，则厚度足够低：

凸缘113与凸耳121之间的径向距离，以及

部分131和/或区段123和/或区段125的厚度。

举例来说，上文提到的厚度小于4mm(通常厚度是2到3mm)。

有利地，通过在适合的位置且以设计阶段建立的适合的尺寸提供穿过扇段129和/或穿过区段127的孔口133，可局部地减小构件100的抗弯刚度。举例来说，对于每个扇段129，单个孔口133设在相对于对应凸耳121的角位置对称的角位置处，以便部分131基本上在两个区分开。

参看图3，在与构件100相对的轴向侧上，部分19终止于具有多个轴向缺口102的前部部分101，缺口102从部分101的边缘开始，且沿此边缘成角地间隔开，且具有排出可能由于离心力而捕集的油的功能。

优选地，部分101由连结到表面88上且朝上述边缘成锥形的斜面或倒角103向外限定，以在部分20配合到部分19上时执行引导功能，且因此简化了单元1的组装操作。

从上文中将清楚参照附图提出和描述的单元1的优点。

实际上，如上文详细所述，凸耳121与凸缘113之间的构件100的至少一个柔性中间部分的提供允许了将部分19与托架4的可能偏转(具体是在负载下发生的偏转)隔离。换言之，构件100的柔性补偿托架4的表面110的可能移动，以便允许获得最佳的操作条件，以及因此表面87、88之间的径向间隙处的较低磨损。该结果意味着表面87和88之间的界面处的漏油相对较低，且因此，单元1具有较长的寿命时间，且/或可在较高的转速下使用。

还由于构件100的各种区的特定设计特征(尺寸、形状、构造等)，故相对移动补偿的量相对较高。此外，构件100相当紧凑且轻量。

此外，优选地，在表面87、88之间的界面处未使用附加接触式密封元件，减小了摩擦、随之而来的磨损以及部件的总数。

从以上特征和考虑清楚的是，可对单元1产生改型或变型，而不脱离如所附权利要求限定的保护范围。

具体而言，构件100可相对于凸缘113和凸耳121和相对于螺栓114、122以不同方式固定到托架4和/或部分19上。

部分111和/或扇段129的形状和尺寸可甚至与附图中示为优选实施例的不同。

此外，如上文所述，单元1可不同于上文所述那样安装到框架26和/或托架4上，且/或可用于不同于周转变速机构的应用中。在后一情况下，构件100固定到不同于托架4的旋转支承元件上。或许，在其它应用中，除旋转移动之外，此支承构件和部分19可相对于部分18具有滑移。

此外，口29与出口之间的通路和导管的形状、数量和/或构造可与参照附图所述的不同。最后，甚至接触式轴承系统和/或接触式密封系统可设在单元1中，替代表面87、88之间的径向间隙。

本领域的技术人员将清楚，可对上述实施例制作出改型，而不脱离如以下权利要求中提出的发明。