EP3203036B1

Bearing outer race retention during high load events

Abstract

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EP3203036B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 5

Term

10.4 yearsleft in the term

Expires 1 February 2037.

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8 claims: 8 independent, 0 dependent

  1. 1
    A retention housing (98) for the outer race of a ball bearing for a high pressure spool (34) of a gas turbine engine (10), the retention housing (98) comprising:a ball bearing housing (100) defining a cylindrical inner surface that is disposed equidistantly from an axis of rotation that extends in an axial direction, a radial direction being defined in a direction that is normal to the axial direction, the ball bearing housing (100) defining a forward end disposed axially spaced apart from an aft end;a spring finger housing (110) disposed radially apart from and radially outwardly from the ball bearing housing (100) and disposed concentrically around the ball bearing housing (100), the spring finger housing (110) defining a forward end disposed axially spaced apart from an aft end, the forward end of the spring finger housing (110) being connected to the forward end of the ball bearing housing (100);the spring finger housing (110) defining a plurality of axially extending fingers (120), each finger (120) defining a forward end and an aft end disposed axially spaced apart from and opposite to the forward end of each respective finger (120), each finger (120) being spaced circumferentially apart from each nearest adjacent finger, the plurality of forward ends of the fingers (120) forming a monolithic structure with the spring finger housing (110), and the plurality of aft ends of the fingers (120) forming a monolithic structure with the spring finger housing (110);the retention housing (98) being characterised in thatthe aft end of the ball bearing housing (100) defining a plurality of blind bores (130), each blind bore (130) extending in the radial direction and defining an open end (131);a plurality of dowel pins (136), a respective one of the plurality of dowel pins (136) being disposed in a respective one of the plurality of blind bores (130);wherein an end of each respective dowel pin (136) that projects out of a through bore (140) defined radially through an interface shell (86) defines a free end (137) that is spaced apart in the radial direction from a blind end (132) of the respective blind bore (130) and defines a radial gap between the respective free end of the respective dowel pin (136) and the respective blind end (132) of the respective blind bore (130). Logement de rétention (98) pour la bague extérieure d'un roulement à billes d'un corps haute pression (34) d'un moteur de turbine à gaz (10), le logement de rétention (98) comprenant : un logement de roulement à billes (100) définissant une surface intérieure cylindrique qui est disposée à équidistance d'un axe de rotation qui s'étend dans une direction axiale, une direction radiale étant définie dans une direction qui est normale par rapport à la direction axiale, le logement de roulement à billes (100) définissant une extrémité avant disposée de manière axialement espacée d'une extrémité arrière ;un logement de doigts à ressort (110) disposé de manière radialement espacée, et radialement vers l'extérieur, du logement de roulement à billes (100), et disposé de manière concentrique autour du logement de roulement à billes (100), le logement de doigts à ressort (110) définissant une extrémité avant disposée de manière axialement espacée d'une extrémité arrière, l'extrémité avant du logement de doigts à ressort (110) étant reliée à l'extrémité avant du logement de roulement à billes (100) ;le logement de doigts à ressort (110) définissant une pluralité de doigts (120) s'étendant axialement, chaque doigt (120) définissant une extrémité avant et une extrémité arrière disposée de manière axialement espacée de l'extrémité avant de chaque doigt (120) respectif et faisant face à celle-ci, chaque doigt (120) étant espacé de manière circonférentielle de chaque doigt adjacent le plus proche, la pluralité d'extrémités avant des doigts (120) formant une structure monolithique avec le logement de doigts à ressort (110), et la pluralité d'extrémités arrière des doigts (120) formant une structure monolithique avec le logement de doigts à ressort (110) ;le logement de rétention (98) étant caractérisé en ce que l'extrémité arrière du logement de roulement à billes (100) définit une pluralité d'alésages borgnes (130), chaque alésage borgne (130) s'étendant dans la direction radiale et définissant une extrémité ouverte (131) ;une pluralité de goujons (136), un goujon respectif parmi la pluralité de goujons (136) étant disposé dans un alésage borgne respectif parmi la pluralité d'alésages borgnes (130) ;une extrémité de chaque goujon (136) respectif qui saillit d'un alésage traversant (140) défini radialement à travers une coque d'interface (86) définissant une extrémité libre (137) qui est espacée dans la direction radiale d'une extrémité borgne (132) de l'alésage borgne (130) respectif et définissant un écart radial entre l'extrémité libre respective du goujon (136) respectif et l'extrémité borgne (132) respective de l'alésage borgne (130) respectif. Rückhaltegehäuse (98) für den Außenring eines Kugellagers für eine Hochdruckspule (34) eines Gasturbinentriebwerks (10), wobei das Rückhaltegehäuse (98) Folgendes umfasst: ein Kugellagergehäuse (100), das eine zylindrische Innenfläche definiert, die gleich weit von einer Drehachse entfernt angeordnet ist, die sich in einer axialen Richtung erstreckt, wobei eine radiale Richtung in einer Richtung definiert ist, die normal zu der axialen Richtung verläuft, wobei das Kugellagergehäuse (100) ein vorderes Ende definiert, das axial beabstandet von einem hinteren Ende angeordnet ist;ein Federfingergehäuse (110), das radial von dem Kugellagergehäuse (100) beabstandet und radial nach außen angeordnet und konzentrisch um das Kugellagergehäuse (100) angeordnet ist, wobei das Federfingergehäuse (110) ein vorderes Ende definiert, das axial beabstandet von einem hinteren Ende angeordnet ist, wobei das vordere Ende des Federfingergehäuses (110) mit dem vorderen Ende des Kugellagergehäuses (100) verbunden ist;wobei das Federfingergehäuse (110) mehrere axial verlaufende Finger (120) definiert, wobei jeder Finger (120) ein vorderes Ende und ein hinteres Ende definiert, das axial beabstandet von und gegenüber dem vorderen Ende jedes jeweiligen Fingers (120) angeordnet ist, wobei jeder Finger (120) in Umfangsrichtung von jedem nächsten benachbarten Finger beabstandet ist, wobei die mehreren vorderen Enden der Finger (120) mit dem Federfingergehäuse (110) eine monolithische Struktur bildet, und die mehreren hinteren Enden der Finger (120) eine monolithische Struktur mit dem Federfingergehäuse (110) bilden;wobei das Rückhaltegehäuse (98) dadurch gekennzeichnet ist, dass das hintere Ende des Kugellagergehäuses (100) mehrere Sackbohrungen (130) definiert, wobei jede Sackbohrung (130) in radialer Richtung verläuft und ein offenes Ende (131) definiert;mehrere Spannstifte (136), wobei jeweils einer der mehreren Spannstifte (136) in einer entsprechenden der mehreren Sackbohrungen (130) angeordnet ist;wobei ein Ende jedes jeweiligen Spannstiftes (136), der aus einer radial durch eine Zwischenhülse (86) definierten Durchgangsbohrung (140) herausragt, ein freies Ende (137) definiert, das in radialer Richtung von einem geschlossenen Ende (132) der jeweiligen Sackbohrung (130) beabstandet ist und einen radialen Spalt zwischen dem jeweiligen freien Ende des jeweiligen Spannstiftes (136) und dem jeweiligen geschlossenen Ende (132) der jeweiligen Sackbohrung (130) definiert.
  2. 2
    Logement de rétention (98) selon la revendication 1, dans lequel l'extrémité borgne (132) de chaque alésage borgne (130) est espacée dans la direction radiale de l'extrémité ouverte (131) de l'alésage borgne respectif. Rückhaltegehäuse (98) nach Anspruch 1, wobei das geschlossene Ende (132) jeder Sackbohrung (130) in radialer Richtung vom offenen Ende (131) der jeweiligen Sackbohrung beabstandet ist. The retention housing (98) of claim 1, wherein the blind end (132) of each blind bore (130) is spaced apart in the radial direction from the open end (131) of the respective blind bore.
  3. 3
    Logement de rétention (98) selon la revendication 1, dans lequel l'extrémité borgne (132) de chaque alésage borgne (130) est espacée dans la direction radiale de l'extrémité ouverte (131) de l'alésage borgne (130) respectif et disposée plus loin du logement de doigts à ressort (110) que la disposition de l'extrémité ouverte (131) de l'alésage borgne (130) respectif. Rückhaltegehäuse (98) nach Anspruch 1, wobei das geschlossene Ende (132) jeder Sackbohrung (130) in radialer Richtung vom offenen Ende (131) der jeweiligen Sackbohrung (130) beabstandet und weiter vom Federfingergehäuse (110) entfernt als die Anordnung des offenen Endes (131) der jeweiligen Sackbohrung (130) angeordnet ist. The retention housing (98) of claim 1, wherein the blind end (132) of each blind bore (130) is spaced apart in the radial direction from the open end (131) of the respective blind bore (130) and disposed farther away from the spring finger housing (110) than the disposition of the open end (131) of the respective blind bore (130).
  4. 4
    Logement de rétention (98) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'extrémité ouverte (131) de chaque alésage borgne (130) définit une entrée qui fait face au logement de doigts à ressort (110). Rückhaltegehäuse (98) nach einem vorangehenden Anspruch, wobei das offene Ende (131) jeder Sackbohrung (130) einen Eingang definiert, der in Richtung des Federfingergehäuses (110) angeordnet ist. The retention housing (98) of any preceding claim, wherein the open end (131) of each blind bore (130) defines an entrance that is facing toward the spring finger housing (110).
  5. 5
    Logement de rétention (98) selon la revendication 1, dans lequel l'extrémité borgne (132) de chaque alésage borgne (130) est espacée dans la direction radiale de l'extrémité ouverte (131) de l'alésage borgne respectif et dans lequel l'extrémité ouverte (131) de chaque alésage borgne (130) définit une entrée qui est disposée plus près du logement de doigts à ressort (110) que la disposition de l'extrémité borgne (132) de l'alésage borgne (130) respectif. Rückhaltegehäuse (98) nach Anspruch 1, wobei das geschlossene Ende (132) jeder Sackbohrung (130) in radialer Richtung vom offenen Ende (131) der jeweiligen Sackbohrung beabstandet ist und wobei das offene Ende (131) jeder Sackbohrung (130) einen Eingang definiert, der näher am Federfingergehäuse (110) angeordnet ist, als die Anordnung des geschlossenen Endes (132) der jeweiligen Sackbohrung (130). The retention housing (98) of claim 1, wherein the blind end (132) of each blind bore (130) is spaced apart in the radial direction from the open end (131) of the respective blind bore and wherein the open end (131) of each blind bore (130) defines an entrance that is disposed closer to the spring finger housing (110) than the disposition of the blind end (132) of the respective blind bore (130).
  6. 6
    Logement de rétention (98) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le logement de doigts à ressort (110) et le logement de roulement à billes (100) sont formés comme une structure monolithique. Rückhaltegehäuse (98) nach einem vorangehenden Anspruch, wobei das Federfingergehäuse (110) und das Kugellagergehäuse (100) als monolithische Struktur ausgebildet sind. The retention housing (98) of any preceding claim, wherein the spring finger housing (110) and the ball bearing housing (100) are formed as a monolithic structure.
  7. 7
    A gas turbine engine (10), comprising:a fan (38) including a plurality of blades (40) extending radially from a hub (42) and rotatable about a first axis of rotation (12) defined centrally through the hub (42);a compressor (24) disposed downstream from the fan (38);a turbine (28) disposed downstream of the compressor (24);a rotatable input shaft (34) mechanically coupling the compressor (24) to rotate in unison with the turbine (28);an engine envelope (50) surrounding the fan (38), the compressor (24), and the turbine (28);andan outer casing (18) disposed within the engine envelope (50) and surrounding the compressor (24) and the turbine (28);a ball bearing (90) having an inner race (91) rotatable with respect to an outer race (94), wherein the inner race (91) is non-rotatably coupled to the input shaft (34);an interface shell (86) that is non-rotatably coupled to the outer casing (18);anda retention housing (98) that non-rotatably couples the outer casing (18) to the outer race (94) of the ball bearing (90);wherein the retention housing (98) is in accordance with any of the preceding claims. Gasturbinentriebwerk (10), das Folgendes umfasst: einen Ventilator (38) mit mehreren Schaufeln (40), die sich radial von einer Nabe (42) erstrecken und um eine erste Drehachse (12) drehbar sind, die zentral durch die Nabe (42) definiert ist;einen Verdichter (24), der dem Ventilator (38) nachgelagert ist;eine Turbine (28), die dem Verdichter (24) nachgelagert ist;eine drehbare Eingangswelle (34), die den Verdichter (24) mechanisch koppelt, um sich im Einklang mit der Turbine (28) zu drehen;eine Triebwerkshülle (50), die den Ventilator (38), den Verdichter (24) und die Turbine (28) umschließt;undein Außengehäuse (18), das innerhalb der Triebwerkshülle (50) angeordnet ist und den Verdichter (24) und die Turbine (28) umschließt;ein Kugellager (90) mit einem Innenring (91), der in Bezug auf einen Außenring (94) drehbar ist, wobei der Innenring (91) drehfest mit der Eingangswelle (34) verbunden ist;eine Zwischenhülse (86), die drehfest mit dem Außengehäuse (18) verbunden ist;undein Rückhaltegehäuse (98), das das Außengehäuse (18) drehfest mit dem Außenring (94) des Kugellagers (90) verbindet;wobei das Rückhaltegehäuse (98) mit jedem der vorangehenden Ansprüche übereinstimmt. Moteur de turbine à gaz (10), comprenant : un ventilateur (38) comportant une pluralité d'aubes (40) s'étendant radialement depuis un moyeu (42) et rotatives autour d'un premier axe de rotation (12) défini centralement à travers le moyeu (42) ;un compresseur (24) disposé en aval du ventilateur (38) ;une turbine (28) disposée en aval du compresseur (24) ;un arbre d'entrée rotatif (34) s'accouplant mécaniquement au compresseur (24) pour tourner en conjonction avec la turbine (28) ;une enveloppe de moteur (50) entourant le ventilateur (38), le compresseur (24) et la turbine (28) ;etun carter extérieur (18) disposé à l'intérieur de l'enveloppe de moteur (50) et entourant le compresseur (24) et la turbine (28) ;un roulement à billes (90) ayant une bague intérieure (91) rotative par rapport à une bague extérieure (94), la bague intérieure (91) étant accouplée de manière non rotative à l'arbre d'entrée (34) ;une coque d'interface (86) qui est accouplée de manière non rotative au carter extérieur (18) ;etun logement de rétention (98) qui accouple de manière non rotative le carter extérieur (18) à la bague extérieure (94) du roulement à billes (90) ;le logement de rétention (98) étant conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.
  8. 8
    Gasturbinentriebwerk (10) nach Anspruch 7, wobei jede der mehreren Sackbohrungen (130) so angeordnet ist, dass sie an eine entsprechende Durchgangsbohrung aus mehreren Durchgangsbohrungen (140) ausgerichtet ist, die radial durch die Zwischenhülse (86) definiert sind. Moteur de turbine à gaz (10) selon la revendication 7, dans lequel chacun de la pluralité d'alésages borgnes (130) est disposé de manière à être aligné avec un alésage traversant respectif parmi une pluralité d'alésages traversants (140) définis radialement à travers la coque d'interface (86). The gas turbine engine (10) of claim 7, wherein each of the plurality of blind bores (130) is disposed so as to be aligned with a respective one of a plurality of through bores (140) defined radially through the interface shell (86).