[发明专利]具有径向活动性的预加应力装置

说明书

本发明涉及用于确保滚动元件和其滚道之间的接触的预加应力装置。

该装置特别用于涡轮发动机的叶轮转子，该叶轮转子不带整流罩。在这些装置中提供有螺母将轴承中的一个挤压在套圈的边缘上。在轴承和螺母之间提供有锁紧垫圈，用于在旋转时将螺母固定在多边形环的壳体内。

为了永久性地在部件之间产生预应力，提供预加应力装置是有利的。已知的预加应力装置包括称作瑞班(Ringspann)垫圈的星形弹簧，还包括具有与贝尔维尔(Belleville)垫圈类似形状的垫圈。这些垫圈都是圆锥形的，以用作弹簧并永久性地对上述部件施压。

使用已知预加应力装置时，特别是在承受高振动水平的机械组件，例如，涡轮发动机中使用时，发现存在部件磨损问题。

特别地，本发明的目的是提供解决上述问题的方案。

本发明的主题是一种预加应力装置，其可以减少对部件的磨损，这些部件在所有类型的组件中都必须要承受预应力。

为此，本发明提出一种预加应力装置，其在第一平面和第二平面之间绕轴延伸，所述第一平面基本垂直于所述轴，所述第二平面基本平行于所述第一平面并相对于所述第一平面轴向偏移，特征在于所述预加应力装置包括第一环形体，该第一环形体在所述第一平面中延伸，并具有第一系列的在基本径向的方向上延伸的至少三个凸出部，所述第一系列的所述凸出部中的每一个包括在所述第二平面中延伸的平坦表面，所述预加应力装置还包括第二环形体，该第二环形体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径向的方向上延伸的至少三个凸出部，所述第二系列的所述凸出部中的每一个包括在所述第二平面中延伸的平坦表面。

根据本发明，上述装置不再是圆锥形的，但是包括两个基本上平行的部分，该两个部分在垂直于装置的轴的平面中延伸。环形体为环形的并在第一平面中延伸。环形体确保与第一部件表面接触，该第一部件特别为锁紧垫圈或螺母。凸出部的平坦表面在第二平面中延伸，由此确保与第二部件表面接触，该第二部件特别为涡轮发动机中的轴承中的一个。借助这些接触表面，预应力更好地分布，极大地减少必须要承受预应力的部件之间的接触所产生的磨损。由此延长部件寿命。

特别地，第一环形体为内部环形体，第一系列的凸出部向外延伸，第二环形体为外部环形体并设置为绕内部环形体延伸，第二系列的凸出部向内延伸。由此，确保了在两个环形体和两系列的凸出部之间的预应力更好地径向分布。

优选地，每个系列的两个连续凸出部之间的距离基本恒定。这确保在将被施压的部件的圆周上有更好的分布。

有利地，每个凸出部包括将环形体连接至平坦表面的倾斜区域。该倾斜区域根据施加的应力而位移。

在环形体和倾斜区域之间可以设置第一圆形过渡区域。在倾斜区域和平坦表面之间可以设置第二圆形过渡区域。这样做可以避免产生锐角，促进变形，同时避免应力集中。优选地，也可以设置其它圆形部件。

有利地，每个凸出部具有宽度L，在两个连续的凸出部之间具有间距D，值L和D确定为使D减去L的差值在0至10mm之间，优选地，2至7mm之间。有利地，每个系列的凸出部的数量在10至25之间选择，优选地，该数量大于15。已发现，通过对上述这些值进行选择可以优化预应力的分布。

本发明还涉及转子，特别是用于涡轮发动机的叶轮转子，该叶轮转子不带整流罩，特征在于其包括上述的预加应力装置。

通过阅读以下作为非限制性实施例提供，并参考附图所进行的描述，可以更好地理解本发明，以及本发明的其他细节，优点和特征。

图1为本发明位于螺母上的预加应力装置的局部透视图。

图2为图1所示装置的局部透视图，其位于螺母和锁紧垫圈所形成的单元与轴承之间。

图3为图1所示装置的内部元件的俯视图。

图4为图1所示装置的外部元件的俯视图。

首先参考图1，其示出了包括内部元件11和外部元件12的预加应力装置10。

内部元件11包括第一环形体13。该第一环形体在与装置的轴A垂直的第一平面中延伸。内部元件11还包括第一系列的凸出部15，每个凸出部连接至第一环形体13，并在径向方向上向外延伸。

外部元件12包括第二环形体14。该第二环形体在第一平面中延伸。外部元件12还包括第二系列的凸出部16，每个凸出部连接至第二环形体14，并在径向方向上向内延伸。内部元件11和外部元件12的尺寸配置为使得内部元件11与外部元件12互锁，并且在对装置进行安装时，元件11和12中一者上的一个凸出部位于元件11和12中另一者上的两个凸出部之间。