專利名稱：具有徑向活動性的預(yù)加應(yīng)力裝置的制作方法
具有徑向活動性的預(yù)加應(yīng)力裝置本發(fā)明涉及用于確保滾動元件和其滾道之間的接觸的預(yù)加應(yīng)力裝置。該裝置特別用于渦輪發(fā)動機的葉輪轉(zhuǎn)子，該葉輪轉(zhuǎn)子不帶整流罩。在這些裝置中提供有螺母將軸承中的一個擠壓在套圈的邊緣上。在軸承和螺母之間提供有鎖緊墊圈，用于在旋轉(zhuǎn)時將螺母固定在多邊形環(huán)的殼體內(nèi)。為了永久性地在部件之間產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，提供預(yù)加應(yīng)力裝置是有利的。已知的預(yù)加應(yīng)力裝置包括稱作瑞班(Ringsparm)墊圈的星形彈簧，還包括具有與貝爾維爾 (Belleville)墊圈類似形狀的墊圈。這些墊圈都是圓錐形的，以用作彈簧并永久性地對上述部件施壓。使用已知預(yù)加應(yīng)力裝置時，特別是在承受高振動水平的機械組件，例如，渦輪發(fā)動機中使用時，發(fā)現(xiàn)存在部件磨損問題。特別地，本發(fā)明的目的是提供解決上述問題的方案。本發(fā)明的主題是一種預(yù)加應(yīng)力裝置，其可以減少對部件的磨損，這些部件在所有類型的組件中都必須要承受預(yù)應(yīng)力。為此，本發(fā)明提出一種預(yù)加應(yīng)力裝置，其在第一平面和第二平面之間繞軸延伸，所述第一平面基本垂直于所述軸，所述第二平面基本平行于所述第一平面并相對于所述第一平面軸向偏移，特征在于所述預(yù)加應(yīng)力裝置包括第一環(huán)形體，該第一環(huán)形體在所述第一平面中延伸，并具有第一系列的在基本徑向的方向上延伸的至少三個凸出部，所述第一系列的所述凸出部中的每一個包括在所述第二平面中延伸的平坦表面，所述預(yù)加應(yīng)力裝置還包括第二環(huán)形體，該第二環(huán)形體在所述第一平面中延伸，并在所述第一系列的相反方向具有第二系列的在基本徑向的方向上延伸的至少三個凸出部，所述第二系列的所述凸出部中的每一個包括在所述第二平面中延伸的平坦表面。根據(jù)本發(fā)明，上述裝置不再是圓錐形的，但是包括兩個基本上平行的部分，該兩個部分在垂直于裝置的軸的平面中延伸。環(huán)形體為環(huán)形的并在第一平面中延伸。環(huán)形體確保與第一部件表面接觸，該第一部件特別為鎖緊墊圈或螺母。凸出部的平坦表面在第二平面中延伸，由此確保與第二部件表面接觸，該第二部件特別為渦輪發(fā)動機中的軸承中的一個。 借助這些接觸表面，預(yù)應(yīng)力更好地分布，極大地減少必須要承受預(yù)應(yīng)力的部件之間的接觸所產(chǎn)生的磨損。由此延長部件壽命。特別地，第一環(huán)形體為內(nèi)部環(huán)形體，第一系列的凸出部向外延伸，第二環(huán)形體為外部環(huán)形體并設(shè)置為繞內(nèi)部環(huán)形體延伸，第二系列的凸出部向內(nèi)延伸。由此，確保了在兩個環(huán)形體和兩系列的凸出部之間的預(yù)應(yīng)力更好地徑向分布。優(yōu)選地，每個系列的兩個連續(xù)凸出部之間的距離基本恒定。這確保在將被施壓的部件的圓周上有更好的分布。有利地，每個凸出部包括將環(huán)形體連接至平坦表面的傾斜區(qū)域。該傾斜區(qū)域根據(jù)施加的應(yīng)力而位移。在環(huán)形體和傾斜區(qū)域之間可以設(shè)置第一圓形過渡區(qū)域。在傾斜區(qū)域和平坦表面之間可以設(shè)置第二圓形過渡區(qū)域。這樣做可以避免產(chǎn)生銳角，促進變形，同時避免應(yīng)力集中。
3優(yōu)選地，也可以設(shè)置其它圓形部件。有利地，每個凸出部具有寬度L，在兩個連續(xù)的凸出部之間具有間距D，值L和D確定為使D減去L的差值在0至IOmm之間，優(yōu)選地，2至7mm之間。有利地，每個系列的凸出部的數(shù)量在10至25之間選擇，優(yōu)選地，該數(shù)量大于15。已發(fā)現(xiàn)，通過對上述這些值進行選擇可以優(yōu)化預(yù)應(yīng)力的分布。本發(fā)明還涉及轉(zhuǎn)子，特別是用于渦輪發(fā)動機的葉輪轉(zhuǎn)子，該葉輪轉(zhuǎn)子不帶整流罩， 特征在于其包括上述的預(yù)加應(yīng)力裝置。通過閱讀以下作為非限制性實施例提供，并參考附圖所進行的描述，可以更好地理解本發(fā)明，以及本發(fā)明的其他細節(jié)，優(yōu)點和特征。

圖1為本發(fā)明位于螺母上的預(yù)加應(yīng)力裝置的局部透視圖。圖2為圖1所示裝置的局部透視圖，其位于螺母和鎖緊墊圈所形成的單元與軸承之間。圖3為圖1所示裝置的內(nèi)部元件的俯視圖。圖4為圖1所示裝置的外部元件的俯視圖。首先參考圖1，其示出了包括內(nèi)部元件11和外部元件12的預(yù)加應(yīng)力裝置10。內(nèi)部元件11包括第一環(huán)形體13。該第一環(huán)形體在與裝置的軸A垂直的第一平面中延伸。內(nèi)部元件11還包括第一系列的凸出部15，每個凸出部連接至第一環(huán)形體13，并在徑向方向上向外延伸。外部元件12包括第二環(huán)形體14。該第二環(huán)形體在第一平面中延伸。外部元件 12還包括第二系列的凸出部16，每個凸出部連接至第二環(huán)形體14，并在徑向方向上向內(nèi)延伸。內(nèi)部元件11和外部元件12的尺寸配置為使得內(nèi)部元件11與外部元件12互鎖，并且在對裝置進行安裝時，元件11和12中一者上的一個凸出部位于元件11和12中另一者上的兩個凸出部之間。每個凸出部15和16包括平坦表面17。凸出部15和16的平坦表面17在與第一平面平行的第二平面中延伸。第一平面和第二平面之間的距離根據(jù)裝置的期望移動來決定。每個凸出部15和16還包括位于平坦表面17和環(huán)形體13、14之間的傾斜表面18。 為防止應(yīng)力集中，在環(huán)形體13、14和傾斜區(qū)域18之間，及傾斜區(qū)域19和平坦表面之間還設(shè)置有過渡區(qū)域19和20。這些過度區(qū)域有利地為圓形。此外，凸出部的所有區(qū)域和表面優(yōu)選地包括其它若干圓形區(qū)域，以更好地分布應(yīng)力。當預(yù)加應(yīng)力裝置如圖2那樣安裝時，能夠看出內(nèi)部和外部元件位于螺母21和鎖緊墊圈22所形成的單元和軸承23 (所示例子為滾珠軸承)之間。環(huán)形體13和14的下表面與鎖緊墊圈的上表面接觸。凸出部的平坦平面17與軸承23的下表面接觸。由此確保了不同部件之間的真正的表面接觸。在所示實施例中，預(yù)加應(yīng)力裝置的內(nèi)部元件11(圖3)和外部元件(圖4)分別包括一系列的18個凸出部。每個元件通常提供有10至25個凸出部，優(yōu)選地，至少15個凸出部。每個凸出部15和16 (圖3和4)具有寬度L，該寬度L等于，或者優(yōu)選地稍微小于兩個凸出部之間的間距D，以確保安裝內(nèi)部元件11和外部元件12時它們之間互鎖。事實上，已發(fā)現(xiàn)距離D和寬度L之間的差值必須優(yōu)選地小于10mm。更具體地，該差值必須為2至 7mm之間。優(yōu)選地，凸出部之間的間距D相同。在另一事實方式中(未示出)，每個元件的凸出部的數(shù)量可以少于15?？梢灶A(yù)見預(yù)加應(yīng)力裝置僅具有內(nèi)部元件11。類似地，也可以預(yù)見僅由外部元件12組成的預(yù)加應(yīng)力裝置。所示的本發(fā)明的預(yù)加應(yīng)力裝置安裝于轉(zhuǎn)子組件中，該轉(zhuǎn)子可以為用于渦輪發(fā)動機的不帶整流罩的葉輪轉(zhuǎn)子。但是，上述裝置還可以用于需要永久性應(yīng)力的其它組件中。特別有利地，該裝置用于承受高振動水平的機械單元，如渦輪發(fā)動機。
權(quán)利要求
1.預(yù)加應(yīng)力裝置(10)，其在第一平面和第二平面之間繞軸(A)延伸，所述第一平面基本垂直于所述軸(A)，所述第二平面基本平行于所述第一平面并相對于所述第一平面軸向偏移，特征在于所述預(yù)加應(yīng)力裝置包括第一環(huán)形體(13)，該第一環(huán)形體在所述第一平面中延伸，并具有第一系列的在基本徑向的方向上延伸的至少三個凸出部(15)，所述第一系列的所述凸出部中的每一個包括在所述第二平面中延伸的平坦表面(17)，所述預(yù)加應(yīng)力裝置還包括第二環(huán)形體(14)，該第二環(huán)形體在所述第一平面中延伸，并在所述第一系列的相反方向具有第二系列的在基本徑向的方向上延伸的至少三個凸出部(16)，所述第二系列的所述凸出部(16)中的每一個包括在所述第二平面中延伸的平坦表面(17)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，特征在于所述第一環(huán)形體(1 為內(nèi)部環(huán)形體，所述第一系列的所述凸出部(15)向外延伸，所述第二環(huán)形體(14)為外部環(huán)形體并設(shè)置為繞所述內(nèi)部環(huán)形體延伸，所述第二系列的所述凸出部(16)向內(nèi)延伸。
3.如上述權(quán)利要求任意一項所述的裝置，特征在于每個所述系列的兩個連續(xù)凸出部之間的距離⑶基本恒定。
4.如上述權(quán)利要求任意一項所述的裝置，特征在于每個所述凸出部(15、16)包括將所述環(huán)形體(13，14)連接至所述平坦表面(17)的傾斜區(qū)域(18)。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，特征在于所述環(huán)形體和所述傾斜區(qū)域(18)之間設(shè)置有第一圓形過渡區(qū)域(19)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的裝置，特征在于所述傾斜區(qū)域(18)和所述平坦表面(17) 之間設(shè)置有第二圓形過渡區(qū)域00)。
7.如上述權(quán)利要求任意一項所述的裝置，特征在于每個所述凸出部(15、16)具有寬度 L，在兩個連續(xù)的凸出部之間具有間距D，所述值L和D確定為使D減去L的差值在0至IOmm 之間，優(yōu)選地，在2至7mm之間。
8.如上述權(quán)利要求任意一項所述的裝置，特征在于每個所述系列的所述凸出部(15、 16)的數(shù)量在10至25之間，優(yōu)選地，該數(shù)量大于15。
9.轉(zhuǎn)子，特別是用于渦輪發(fā)動機的葉輪轉(zhuǎn)子，該葉輪轉(zhuǎn)子不帶整流罩，特征在于所述轉(zhuǎn)子包括如上述權(quán)利要求任意一項所述的預(yù)加應(yīng)力裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及預(yù)加應(yīng)力裝置(10)，其在第一平面和第二平面之間繞軸(A)延伸，所述第一平面基本垂直于所述軸(A)，所述第二平面基本平行于所述第一平面并相對于所述第一平面軸向偏移。所述預(yù)加應(yīng)力裝置包括第一環(huán)形體(13)，該第一環(huán)形體在所述第一平面中延伸，并具有第一系列的至少三個凸出部(15)，所述第一系列的所述凸出部中的每一個與所述第一體連接并在基本徑向的方向上延伸，并包括在所述第二平面中延伸的平坦表面(17)。這種設(shè)置能夠確保經(jīng)受預(yù)加應(yīng)力的元件的部件之間表面接觸。該裝置特別可以用于轉(zhuǎn)子，特別是用于渦輪發(fā)動機的不帶整流罩的葉輪轉(zhuǎn)子。
文檔編號F16F1/32GK102472347SQ201080034481
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者勞倫特·雅布隆斯基, 米歇爾·安德魯·鮑魯, 艾瑞克·杰克斯·波斯頓, 飛利浦·杰拉德·埃德蒙德·喬麗 申請人:斯奈克瑪