本发明涉及用于旋转地引导旋转轴的轴承的领域，并且特别涉及一种用于引导涡轮机轴的轴承的支架。特别地，本发明涉及用于该引导轴承的滚动圈的轴向保持的系统以及配备有这种系统的涡轮机。
背景技术：
涡轮机通常包括一个或多个引导轴承，用于相对于固定部分(诸如涡轮机的固定壳体)引导涡轮机的旋转轴。这些引导轴承包括内圈和外圈，该内圈和外圈形成滚动轨道并包围诸如滚子或滚珠的滚动元件。通常，外圈牢固地安装在涡轮机的固定部分上，而内圈牢固地安装在涡轮机的旋转轴上。
通常，这种类型的引导轴承是轴承或滚子或滚珠轴承。该轴承由环形的轴承支架承载，该轴承支架被固定到涡轮机的固定壳体上并具有一定的柔性，使得该轴承支架可以在涡轮机启动时变形，从而允许轴承在不平衡的情况下有一定的偏移。该偏移使轴承能够吸收径向载荷。
滚动轴承由环形支架支撑，该环形支架附接到涡轮机的固定壳体，并且该环形支架也有足够的柔性以避免动态问题。以经典且众所周知的方式，该轴承还包括环形保持圈，该环形保持圈具有形成滚动轨道的刚性上游部分和允许必要的变形以承受径向载荷的柔性下游部分。该保持圈形成轴承的外圈。另外，滚动轴承通常包括径向地布置在环形轴承支架与轴承保持圈之间的刚性滚动环状物。该滚动环状物固定到轴承支架，在轴承保持圈的上游部分的外表面上保持一层阻尼油膜。这种流体阻尼膜被称为挤压膜，有助于阻尼涡轮机在运行期间的振动中的一些振动。轴承保持圈与滚动环状物之间存在间隙。
在高的径向载荷下，滚动环状物与轴承保持圈之间的间隙的消耗(consommation)会导致爬行。这种爬行例如当在发动机发生故障(例如，由于鸟击导致的风扇叶片失效)的情况下轴承保持圈的上游部分在滚动环状物内径向地移动并与滚动环状物的内表面发生接触时发生，导致圈的下游部分中出现不平衡现象。不平衡在旋转时会产生扭矩。当扭矩过高时，保持圈的下游部分会断裂。如果保持圈的下游部分破裂，则形成圈的滚动轨道的刚性部分会向下游轴向地移动，直到失去旋转轴的支撑功能。过去已经开发出用于对保持圈的下游部分进行保持的装置，例如在文献fr3013760a1中示出的。
技术实现要素：
发明目的
我们提出找到一种技术解决方案，以确保即使在最极端的条件下(例如，风扇叶片失效的情况下)保持圈的功能。
发明内容
根据本发明，该目的借助于一种用于轴承的保持圈的轴向保持的系统来实现，该轴承用于旋转地引导沿着纵向轴线延伸的涡轮机的旋转轴，该保持系统包括旨在固定到涡轮机的固定部分的环形轴承支架和由该环形轴承支架承载的轴承保持圈，该轴承保持圈沿着纵向轴线x延伸并且包括被称为上游圈的上游部分和被称为下游圈的下游部分，该上游部分旨在与轴承支架发生接触，该下游部分能弹性变形并旨在与固定部分连接。该系统的特征在于，轴承支架包括第一轴向保持元件，轴承保持圈包括第二轴向保持元件，该第一轴向保持元件和该第二轴向保持元件被构造成彼此配合，以在下游圈损坏的情况下轴向地保持轴承保持圈。
因此，该解决方案实现了上述目的。特别是在下游圈损坏(例如如果下游圈被轴向地压缩)的情况下，防止上游圈向下游打滑，并且仍将上游圈保持在允许引导轴承运行的轴向位置。
根据本发明的系统可以包括以下特征中的一个或多个，这些特征彼此独立或彼此组合地采用：
-第一轴向保持元件和第二轴向保持元件分别与轴承支架和保持圈成一体，
-第一轴向保持元件和第二轴向保持元件各自具有至少一个环形齿，该至少一个环形齿沿着大致垂直于纵向轴线的径向轴线延伸，以能够彼此轴向地配合并形成卡扣连接，
-第一保持元件的环形齿中的每个径向地朝向涡轮机的外部延伸，第二保持元件的环形齿中的每个径向地朝向涡轮机的内部延伸，
-环形轴承支架的至少一个第一轴向保持元件被布置在轴承保持圈的至少一个第二轴向保持元件的下游，
-轴承支架和轴承保持圈的每个轴向保持元件在大致垂直于纵向轴线的平面上周向地延伸并且具有两个周向端部，轴承支架的每个第一轴向保持元件的周向端部在其上游面上还各自包括倒角，
-轴承保持圈的每个环形齿的周向端部在其下游面上还各自包括倒角，以与轴承支架的第一轴向保持元件中的每个第一轴向保持元件的倒角中的每个倒角配合，
-轴向保持元件中的至少一个具有与其他轴向保持元件的周向长度不同的周向长度，
-该系统进一步包括滚动环状物，该滚动环状物径向地布置在环形轴承支架与轴承保持圈之间，该滚动环状物包括至少一个环形齿，该至少一个环形齿径向地延伸以能够与轴承保持圈的至少一个第二轴向保持元件轴向地配合，从而形成卡扣连接，
-轴承保持圈的至少一个第二轴向保持元件轴向地布置在环形轴承支架的至少一个第一轴向保持元件与滚动环状物的至少一个第二轴向保持元件之间，
-下游圈包括两个轴向端部，纵向小柱在这两个轴向端部之间延伸，以使所述下游圈能够椭圆化，
-引导轴承包括捕获在阻尼腔中的流体阻尼膜，该阻尼腔被径向地界定在保持圈和与轴承支架成一体的滚动环状物之间。
本发明还涉及一种飞行器涡轮机，该飞行器涡轮机包括如上所述的用于轴承滚动圈的轴向保持的系统。
附图说明
通过参照所附示意图，阅读以下仅作为说明性和非穷举性示例给出的本发明的实施例的详细说明性描述，将能更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特征和优点将变得更加清楚，在所附示意图中：
-图1示出了用于旋转地引导涡轮机轴的轴承的示意性纵向截面，该涡轮机轴包括根据本发明的用于轴向保持的系统，
-图2是图1的示意性截面的放大图，
-图3是根据本发明的轴承保持圈的透视图，
-图4是根据本发明的轴承支架的一部分的内部视图，
-图5是根据本发明的用于轴向保持的系统在贯穿角度构型中的下游视图，
-图6是用于轴向保持的系统在图5所示的构型中的纵向截面图，
-图7是根据本发明的用于轴向保持的系统在非通过构型中的一系列纵向截面，
-图8是该用于轴向保持的系统的运行的示意图。
具体实施方式
图1示出了本发明所考虑的环境，即，用于旋转地引导涡轮机的旋转轴12的轴承10。该旋转轴12例如是涡轮机的高压压缩机轴。旋转轴12当然可以是借助于涡轮机中的引导轴承被旋转地驱动的任何轴。涡轮机通常沿着平行于气流方向的纵向旋转轴线x延伸。在下文中，术语“下游”和“上游”是参照该轴线x和气流方向使用的。
旋转的引导轴承10由围绕轴12安装的相对柔性的环形轴承支架14支撑。该环形轴承支架14为大致圆柱形的形状，并在其下游端部包括用于连接到涡轮机的固定部分15的第一环形凸缘。
如图2所示，旋转的引导轴承10还具有：
-由所述环形轴承支架14承载的轴承保持圈16，该轴承保持圈被径向地布置在环形轴承支架14与轴12之间，
-滚动环状物18，该滚动环状物径向地布置在环形轴承支架14与轴承保持圈16之间。
如图2和图3所示，该轴承保持圈16沿着纵向轴线x延伸。轴承保持圈16为两个部分。在该示例中，两个部分是一体的。轴承保持圈16包括被称为上游圈20的第一部分和被称为下游圈22的第二部分，该第一部分旨在与环形轴承支架14发生接触，该第二部分可弹性变形并旨在与涡轮机的固定部分15连接。
下游圈22具有两个轴向端部，并且下游圈22通过其下游端部固定到涡轮机的固定部分15。下游圈22的该下游端部借助于第二环形连接凸缘固定到涡轮机的固定部分15，下游圈的所述下游端部可以例如螺栓连接到该第二环形连接凸缘。
上游圈20形成引导轴承10的环形外圈。引导轴承还包括环形内圈(未示出)，该环形内圈被安装在旋转轴12(高压轴)上。内圈以不能移动或旋转的方式收缩到轴12上。滚动元件被布置在外圈部分与内圈之间。这些滚动元件可以包括滚子或滚珠。上游圈20旨在与轴承10的至少一个滚动元件(在这种情况下为滚子组r)发生接触。上游圈20包括外部面，该外部面因此形成轴承10的滚动轨道23。内圈还包括形成滚动轨道的内部面。
更具体地，上游圈20具有关于旋转轴线x大致呈o形的连续轮廓，而下游圈22具有大致为i形的轮廓，在其每个轴向端部处具有上游颈部和下游颈部。可以在下游颈部中设置至少一个孔口，使得下游圈22的下游端部可以例如借助于螺栓或螺钉固定到用于连接到涡轮机的固定部分15的第二环形凸缘。
为了使下游圈22能够变形，在下游圈22中设置了多个轴向孔口，以便在多个轴向孔口之间限定纵向小柱24，该纵向小柱24围绕涡轮机的纵向轴线x均匀分布。这些小柱24可在轴向和/或径向方向上弹性变形，从而使下游圈22能够椭圆化。当涡轮机运行时，该下游圈22变形，从而例如由于不平衡而使轴承10偏移。这使由所述不平衡引起的径向载荷能够以已知的方式被吸收。
特别地，滚动环状物18围绕轴承保持圈16的上游圈20布置。该滚动环状物18是刚性的，并且通过允许将油膜(未示出)布置在轴承保持圈16与环形轴承支架14的界面26处而用作压缩阻尼器。该油膜延伸到轴承保持圈16的外部面，从而吸收轴承保持圈16所经历的振动的一部分并限制将其传递到环形轴承支架14。阻尼油膜被设置在环形阻尼腔中。该环形阻尼腔径向地位于滚动环状物18与上游圈20之间。阻尼腔由上游圈20的外表面和滚动环状物18的内表面径向地界定，并且由两个环形密封件28a、28b轴向地界定。密封件28a、28b有利地但非限制性地定位在上游圈20的环形槽中。如图2所示，这些槽位于上游圈的上游轴向端部和下游轴向端部附近。上游端部和下游端部轴向地相对。在两个密封件28a、28b之间，上游圈20的外表面具有油分配槽30，该油分配槽30由导管32供给。该油分配槽30被定位成与上游圈20的外表面近似垂直(droit)，并且允许油在整个所述外表面上均匀分布，并形成具有均匀厚度的油膜。特别地，滚动环状物18包括孔18a(见图2)，该孔沿径向轴线在两侧上穿过滚动环状物18的壁。孔18a通向分配槽30。类似地，导管32通向滚动环状物18的孔18a。
如上所述，当下游圈22的变形超过一定阈值时，小柱24中的一个或多个可能会断裂，从而导致轴承保持圈16向下游轴向移动并阻止涡轮机的正常运行。
如图2所示，根据本发明的系统包括如下元件：该元件用于在下游圈22的小柱24中的一个或多个小柱断裂的情况下将轴承保持圈16轴向地保持在环形轴承支架14上。环形轴承支架14包括至少一个第一轴向保持元件34，并且轴承保持圈16包括至少一个第二轴向保持元件36。这些第一元件34和第二元件36被构造成彼此配合以在下游圈22损坏的情况下轴向地保持轴承保持圈16。这些第一轴向保持元件和第二轴向保持元件分别与轴承支架和保持圈16成一体。
损坏是指，例如，一个或多个如上所述的小柱24的断裂或变形。在一定数量的小柱24断裂或变形之后，下游圈22不再起作用，并且不能再用于以令人满意的方式将上游圈20连接到涡轮机的固定部分15。
根据在此示出的实施方式，轴向保持元件34、36各自呈至少一个环形齿34、36的形式。特别地，第一环形齿34由轴承支架14的下游端部承载。我们理解的是，每个环形齿与轴承支架14成一体。第一环形齿34从轴承支架14的内表面朝向涡轮机的内部基本垂直于轴线x突出，如图4所示。第二环形齿36由上游圈20的下游端部承载。类似地，第二环形齿36从上游圈20的外表面朝向涡轮机的外部基本垂直于轴线x突出，如图2和图3所示。类似地，我们理解的是，每个环形齿与上游圈成一体。特别地，从图5可以看出，在这种情况下，轴承保持圈16和环形轴承支架14各自包括围绕纵向轴线x均匀分布的三个环形齿34、36。因此，轴承支架14的环形齿34和轴承保持圈16的环形齿36可以彼此(第一环形齿34与第二环形齿36)轴向地配合以形成卡扣连接。如上文所限定的和如将在下文中看到的，这样的构型防止在下游圈22损坏的情况下上游圈20向下游打滑。
如图6所示，滚动环状物18还包括至少一个环形齿38。该环形齿38例如在滚动环状物18的整个圆周上是连续的。该环形齿38朝向涡轮机的外部从滚动环状物18的下游端部径向地突出。因此，该环形齿38使得一方面可以轴向地锁定轴承支架14(见图2)，另一方面可以与轴承保持圈16的齿组36轴向地配合以形成卡扣连接。另外，当轴承保持圈16未损坏且处于功能位置时，环形齿38用作轴承保持圈16的环形齿组36的上游支架。因此，轴承保持圈16的环形齿组36被轴向地布置在环形轴承支架14的齿组34与滚动环状物18的环形齿38之间。
在涡轮机的正常运行中，轴承支架14的第一环形齿34各自布置在轴承保持圈16的第二环形齿36下游的距离d处(见图6)。距离d限定功能距离，该功能距离确保上游圈20相对于轴承10的滚子组r的正确定位，并因此确保滚动轨道23相对于轴承10的滚子组r的正确定位。下文将解释在下游圈22损坏的情况下，如何在环形齿组34、36之间保持距离d。
例如，如在图5中可看到的，本文所述的用于轴向保持的系统的环形齿34、36中的每一个在近似垂直于纵向轴线x的平面上周向地延伸，并因此包括两个相对的周向端部。环形齿34、36并不都具有相同的周向长度。环形齿34、36中的至少一个可具有与其他环形齿34、36的周向长度不同的周向长度。特别地，齿34、36中的每一个具有其自身的周向长度，这显著减小了失去轴承10的定心功能的可能性：上游圈20相对于轴承支架14的单个角位置使上游圈20能够轴向地穿过轴承支架14的下游齿廓，并防止返回到齿34、36之间的距离d。
如图3和图4所示，要求保护的系统的环形齿34、36中的每个的这些周向端部中的每个包括倒角44、46。具体地，轴承支架14的齿34中的每个的周向端部在上游面上具有倒角44，并且轴承保持圈16的齿36中的每个的周向端部中的每个在下游面上具有倒角46。因此，轴承支架14的环形齿34的周向端部的每个倒角44与轴承保持圈16的环形齿36的周向端部的倒角46相对地定位。
如果涡轮机在运行中并且下游圈22例如由于上述原因之一而被损坏，则下游圈可能受到轴向压缩，从而导致上游圈20向涡轮机的下游滑动，或者如果许多小柱24被损坏，则下游圈可能会与上游圈20分离，然后上游圈也可能向涡轮机的下游驱动。如果上游圈20的位移大于距离d，则轴12的支撑功能丧失并且轴承10不再起作用。
当由于小柱24的断裂而使上游圈20与下游圈22脱离接合时，上游圈20然后围绕轴承10的滚子组件r旋转f1，如图7a所示。与该旋转移动f1并行地，上游圈20经受将其驱动到涡轮机下游的轴向移动f2。该轴向移动f2通过环形齿组34、36受限于距离d。实际上，当上游圈20已经移动了距离d时，轴承圈16的环形齿组36与轴承支架14的环形齿组34发生接触，因此，阻止了上游圈20向下游的移动f2。一方面，当环形齿36与环形齿34碰撞时，倒角44与倒角46的接触限制了冲击，另一方面，倒角44与倒角46接触引起上游圈20轴向向后移动，这将上游圈20保持在其功能位置并防止进一步的损坏，如图8所示。
如上所述，每个环形齿34、36具有不同长度的事实大大降低了上游圈20可以穿过轴承支架14的下游齿廓并移动大于距离d的距离的可能性。