JP7074850B2 - System that supports rotor shafts - Google Patents

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Description

本発明は、ロータシャフトを支承するシステムに関する。さらに、本発明は、ロータシャフト、および転がり軸受の内輪に関する。またさらに、本発明は、ロータシャフトおよび内輪を製造する方法に関する。さらに、本発明は、ロータシャフトを支承するシステムを備えたヘリコプタに関する。 The present invention relates to a system that supports a rotor shaft. Further, the present invention relates to a rotor shaft and an inner ring of a rolling bearing. Furthermore, the present invention relates to a method for manufacturing a rotor shaft and an inner ring. Further, the present invention relates to a helicopter comprising a system that supports a rotor shaft.

ロータシャフトは、典型的にはその下端において、ギヤボックスを介して、例えば内燃機関またはタービン等の駆動装置と接続されている。駆動装置は、ロータシャフトを回転運動させる。ロータハブは、ロータシャフトの上端において、ロータヘッドと堅固に接続されている。 The rotor shaft is typically connected at its lower end via a gearbox to a drive unit such as an internal combustion engine or turbine. The drive unit rotates the rotor shaft. The rotor hub is tightly connected to the rotor head at the upper end of the rotor shaft.

ヘリコプタのメインギヤボックスは、通常、少なくとも１つの入力軸と、少なくとも１つのテイルロータ出力軸と、少なくとも１つのロータマストと、から構成されている。関節式に支承されたロータブレードを備えないヘリコプタもある。その場合、ロータブレードの曲げ、張力、せん断、および振動などの力が、直接ロータマストに導入される。その結果生じる負荷は、ロータマストの１つ以上の転がり軸受によって吸収される。この種のヘリコプタには高い負荷がかかるため、ロータマストは、さらに、容易に解体可能または取り外し可能であるように設計されている。 The helicopter's main gearbox usually consists of at least one input shaft, at least one tail rotor output shaft, and at least one rotor mast. Some helicopters do not have articulated rotor blades. In that case, forces such as bending, tension, shear, and vibration of the rotor blades are introduced directly into the rotor mast. The resulting load is absorbed by one or more rolling bearings in the rotor mast. Due to the high load on this type of helicopter, the rotor mast is also designed to be easily disassembled or removable.

そのような転がり軸受は、例えば内輪と外輪とを備えてよく、軸方向に固定されなければならない。この場合、特に航空分野では、２つの構築法が定期的に検討されている。第一の方法によれば、ロータマストは、通常、下部軸受の下に位置するマストナットのみで固定される。マストナットを緩めた後、ロータマストを受容して特に上部軸受を支持する軸受縁部から、ロータマストを上方に引き抜き可能であり、メンテンテナンス作業の枠組みにおいて、ロータマストの不具合を検査することができる。ロータマストの基本的構成は、例えば、ドイツ登録特許第１９９ ４４ ４１２ Ｃ２号明細書に開示されている。この方法によれば、マストナットまたはシャフトナットによって個々の内輪が固定される。この方法の欠点は、ねじ山が著しいノッチ効果を生み出し、これが構成要素の耐荷重性能に悪影響を及ぼすことである。その場合、ロータマストを補強しなければならず、それによってロータマストがより重くなる。 Such rolling bearings may include, for example, an inner ring and an outer ring and must be axially fixed. In this case, especially in the aviation field, two construction methods are regularly considered. According to the first method, the rotor mast is usually fixed only with a mast nut located under the lower bearing. After loosening the mast nut, the rotor mast can be pulled upward from the bearing edge that receives the rotor mast and supports the upper bearing in particular, and the rotor mast can be inspected for defects in the maintenance work framework. The basic structure of the rotor mast is disclosed, for example, in German Registered Patent No. 199 44 412 C2. According to this method, the individual inner rings are fixed by mast nuts or shaft nuts. The disadvantage of this method is that the threads create a significant notch effect, which adversely affects the load bearing capacity of the component. In that case, the rotor mast must be reinforced, which makes the rotor mast heavier.

第２の方法によれば、下部軸受と上部軸受との間にスペーサ管を配置する。ドイツ特許出願公開第１０ ２０１２ ２０３ １７８ Ａ１号明細書からは、上下の転がり軸受の間にスペーサ管を配置した動力伝達装置が既知である。このスペーサ管は、第１および第２長手方向部分を備える。第２長手方向部分は、第１長手方向部分よりも高い曲げ弾性を有する。しかしながら、この動力伝達装置のスペーサ管は、製造費用および手間がかかることで知られている。 According to the second method, the spacer tube is arranged between the lower bearing and the upper bearing. From German Patent Application Publication No. 10 2012 203 178 A1, a power transmission device in which a spacer tube is arranged between upper and lower rolling bearings is known. The spacer tube comprises first and second longitudinal portions. The second longitudinal portion has higher bending elasticity than the first longitudinal portion. However, the spacer tube of this power transmission device is known to be expensive and laborious to manufacture.

ドイツ特許出願公開第１０ ２０１４ ２１６ ６９５ Ａ１号明細書からは、回転翼航空機の動力伝達装置のためのスペーサ管が既知である。このスペーサ管は、蛇行する断面形状と、複数の相互接続された直線の円錐台リング部分と、を備える。円錐台リング部分は、基底領域および頂部領域を備える。 From German Patent Application Publication No. 10 2014 216 695 A1, spacer tubes for power transmissions of rotorcraft are known. The spacer tube comprises a meandering cross-sectional shape and a plurality of interconnected straight truncated cone ring portions. The truncated cone ring portion comprises a base region and a top region.

第２の方法の欠点は、スペーサもしくはスペーサ管、またはスペーサブッシュに摩耗する傾向があることである。これによって、プレテンションの損失が引き起こされ、ギヤボックスの破損につながる可能性がある。 The disadvantage of the second method is that the spacer or spacer tube, or spacer bush, tends to wear. This causes loss of pretension and can lead to damage to the gearbox.

ドイツ登録特許第１９９ ４４ ４１２ Ｃ２号German Registered Patent No. 199 44 412 C2 ドイツ特許出願公開第１０ ２０１２ ２０３ １７８ Ａ１号German Patent Application Publication No. 10 2012 203 178 A1 ドイツ特許出願公開第１０ ２０１４ ２１６ ６９５ Ａ１号German Patent Application Publication No. 10 2014 216 695 A1

したがって、本発明の課題は、従来技術の欠点を克服する、ロータシャフト、特にヘリコプタのロータシャフトを支承するシステムを提供することである。特に、本発明の課題は、構造的に簡単で、かつ費用対効果の高いシステムを提供することである。更なる態様は、そのようなシステムのためのロータシャフトと、そのようなシステムのための転がり軸受の内輪と、を提供することである。本発明のまた更なる態様は、ロータシャフトを支承するそのようなシステムを備えるヘリコプタを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a system for bearing a rotor shaft, particularly a helicopter rotor shaft, which overcomes the shortcomings of the prior art. In particular, an object of the present invention is to provide a structurally simple and cost-effective system. A further aspect is to provide a rotor shaft for such a system and an inner ring of rolling bearings for such a system. A further aspect of the invention is to provide a helicopter with such a system bearing a rotor shaft.

本発明のこの課題は、独立請求項１および６に記載の特徴によって解決される。有利な実施形態は、従属請求項から明らかになる。 This object of the present invention is solved by the features described in independent claims 1 and 6. A favorable embodiment becomes apparent from the dependent claims.

したがって、本発明は、ロータシャフトを支承するシステムに基づくものである。 Therefore, the present invention is based on a system that supports a rotor shaft.

本発明により、システムは、ロータシャフトと、転がり軸受と、第１閉鎖要素と、を備える。ロータシャフトは、転がり軸受の内輪と形状結合的に接続されている。第１固定要素は、この形状結合的接続を軸方向に固定する。 According to the present invention, the system comprises a rotor shaft, rolling bearings, and a first closing element. The rotor shaft is connected to the inner ring of the rolling bearing in a shape-coupling manner. The first fixing element fixes this shape-coupling connection axially.

固定する、または据え付ける、とは構成要素の位置または状態を保持することと、構成要素を固定することの、両方を意味することができる。軸方向に固定する、または固定される、とは、固定された構成要素の軸方向の移動が防止されることを意味する。これは、固定された構成要素の移動が軸方向の特定の領域に限定されるため、ある程度の遊びが許容されることを意味してもよい。 Fixing or installing can mean both holding the position or state of a component and fixing the component. Axial fixation or fixation means that axial movement of the fixed component is prevented. This may mean that some play is allowed, as the movement of the fixed components is limited to a particular region in the axial direction.

玉軸受または円筒ころ軸受の形態の転がり軸受は、それ自体公知の転がり軸受である。転がり軸受において、２つの互いに可動な構成要素、いわゆる内輪および外輪が、転がり体または転動体によって分離される。運転中、これらの転動体は、内輪と外輪との間で転動する。これは、硬化した鋼表面、いわゆる軌道上で発生するものである。 Rolling bearings in the form of ball bearings or cylindrical roller bearings are rolling bearings that are known in their own right. In rolling bearings, two mutually movable components, the so-called inner and outer rings, are separated by a rolling element or rolling element. During operation, these rolling elements roll between the inner and outer rings. This occurs on the hardened steel surface, the so-called orbit.

ロータシャフトと内輪との間は、周方向の回転が防止されるよう、形状結合的に接続される。 The rotor shaft and the inner ring are connected in a shape-coupling manner so as to prevent rotation in the circumferential direction.

本発明によって、構造的に単純でコンパクトな、特に費用対効果の高い軸受固定装置を提供できる、と判明した。有利にも、本発明によって、シャフトナットを使用する際のノッチ効果、ならびに軸受を固定するスペーサ管を使用する際に、スペーサ管の摩耗に起因してプレテンションの損失が引き起こされる可能性の、両方の悪影響が防止される。さらに、本発明にはノッチが全く存在しない。そのため、内輪の固定の支承構造から、ノッチ効果要因が発生しない。 It has been found that the present invention can provide a structurally simple and compact bearing fixing device, which is particularly cost-effective. Advantageously, according to the present invention, the notch effect when using shaft nuts, as well as the loss of pretension due to wear of the spacer tube when using the spacer tube that secures the bearing, can be caused. Both adverse effects are prevented. Moreover, there are no notches in the present invention. Therefore, the notch effect factor does not occur due to the fixed bearing structure of the inner ring.

本発明の第１実施形態において、内輪およびロータシャフトは周方向に溝または凹部を備える。固定要素は、これらに係合する。 In the first embodiment of the present invention, the inner ring and the rotor shaft are provided with grooves or recesses in the circumferential direction. The fixing element engages these.

好適には、第１固定要素はワンピース型で形成されている。例えば、ロータシャフトと内輪との間の形状結合的接続を軸方向に固定する、丸いワイヤスナップリングとして形成された固定リング、副子、またはこの種の他の要素を、ワンピース型で形成することができる。 Preferably, the first fixing element is formed in a one-piece shape. For example, forming a fixing ring, splint, or other element of this kind, formed as a round wire snap ring, in a one-piece fashion, that anchors the shape-coupling connection between the rotor shaft and the inner ring axially. Can be done.

さらに、好適には、第１固定要素は少なくとも２つの部分で構成されている。第１固定要素が複数部分からなることの利点は、組み立てが容易になることである。複数部分からなる固定要素は、軸方向に固定するが、径方向に溝から脱落する可能性がある。 Further, preferably, the first fixing element is composed of at least two parts. The advantage of the first fixing element being a plurality of parts is that it is easy to assemble. The multi-part fixing element is axially fixed but may fall out of the groove in the radial direction.

さらに、好適には、第２固定要素は、第１固定要素を径方向に固定する。第２固定要素は、例えば、第１固定要素の上に押し付けられるリングであってよい。固定は、直接に、つまり直に接触して行うことができる。または、固定を間接的に行ってもよい。 Further, preferably, the second fixing element fixes the first fixing element in the radial direction. The second fixing element may be, for example, a ring pressed onto the first fixing element. Fixation can be done directly, that is, in direct contact. Alternatively, fixing may be performed indirectly.

さらに、好適には、第２固定要素は、固定に加えてさらなる機能を、特に、ラジアルシャフトシールリング等の更なる構成部分のための走行面としての機能を果たす。 Further, preferably, the second fixing element serves an additional function in addition to the fixing, in particular as a running surface for additional components such as a radial shaft seal ring.

第２固定要素は、ワンピース型の第１固定要素と組み合わせて使用することもできる。 The second fixing element can also be used in combination with the one-piece type first fixing element.

さらに、好適には、システムは以下の特徴を有する。ロータシャフトは、その円周に沿って配置された複数の第１突起部を備える。第１突起部は、ロータシャフトから径方向外側に延在する。隣接する第１突起部の間には、第１フリースペースがある。 Further, preferably, the system has the following features. The rotor shaft includes a plurality of first protrusions arranged along its circumference. The first protrusion extends radially outward from the rotor shaft. There is a first free space between the adjacent first protrusions.

転がり軸受の内輪は、内輪の端面から軸方向に延在するように配置された複数の第２突起部を備える。隣接する第２突起部の間には、第２フリースペースがある。 The inner ring of the rolling bearing includes a plurality of second protrusions arranged so as to extend axially from the end face of the inner ring. There is a second free space between the adjacent second protrusions.

第１突起部は、第２フリースペースに突出する。第２突起部は第１フリースペースに突出する。これによって、第１突起部と第２突起部が周方向で交互に隣接するため、内輪とロータシャフトとの間の回転が防止される。 The first protrusion protrudes into the second free space. The second protrusion protrudes into the first free space. As a result, the first protrusions and the second protrusions are alternately adjacent to each other in the circumferential direction, so that rotation between the inner ring and the rotor shaft is prevented.

ロータシャフトに対する内輪の軸方向の変位が防止されるように、第１固定要素が、第１突起部および第２突起部を形状結合的に固定する。 The first fixing element fixes the first protrusion and the second protrusion in a shape-coupling manner so as to prevent the axial displacement of the inner ring with respect to the rotor shaft.

突起部は、例えばロータシャフトまたは内輪等の構成部分における、例えば凸部または延長部であってよい。延長部は、対応する構成部分に、ワンピース型で成形されてよく、または２つの部分で成形されてもよい。しかしながら、製造上の理由から、構成部分と突起部とが、ワンピース型である、すなわち単一の構造ユニットを構成することが好適である。 The protrusion may be, for example, a protrusion or an extension in a component such as a rotor shaft or an inner ring. The extension may be molded into the corresponding component in a one-piece fashion or in two portions. However, for manufacturing reasons, it is preferred that the components and protrusions be one-piece, i.e. form a single structural unit.

内輪の場合、凸部は、特に軸方向に延在することができる。ロータシャフトの場合、凸部は、特に径方向に、特にロータシャフトの表面を起点に径方向外側に延在することができる。 In the case of the inner ring, the protrusions can extend particularly axially. In the case of the rotor shaft, the convex portion can extend radially outward, particularly radially, especially starting from the surface of the rotor shaft.

凸部は、「歯部」と称されることもある。凸部と凸部の間にあるフリースペースは、「歯間」とも称される。 The convex portion is sometimes referred to as a "tooth portion". The free space between the ridges is also referred to as the "between teeth".

さらに、好適には、第１突起部および第２突起部は断面にＵ字型プロフィールを有し、第１閉鎖要素はＵ字型プロフィールに対応するＴ字型の断面を有する。 Further, preferably, the first protrusion and the second protrusion have a U-shaped profile in cross section, and the first closing element has a T-shaped cross section corresponding to the U-shaped profile.

本発明の更なる態様により、ヘリコプタのためのロータシャフトが提供される。ロータシャフトは、その円周に沿って配置された複数の第１突起部を備える。第１突起部は、ロータシャフトから径方向に延在する。突起部は、第１固定要素を形状結合的に受容するように形成されている。 A further aspect of the invention provides a rotor shaft for a helicopter. The rotor shaft includes a plurality of first protrusions arranged along its circumference. The first protrusion extends radially from the rotor shaft. The protrusion is formed so as to receive the first fixing element in a shape-bound manner.

さらに、好適には、ロータシャフトにおいて、第１閉鎖要素を形状結合的に受容する突起部は、それぞれ、円周に沿って配置された溝または凹部を備える。 Further, preferably, in the rotor shaft, the protrusions that receive the first closing element in a shape-coupling manner each include a groove or a recess arranged along the circumference.

本発明の更なる態様により、転がり軸受のための内輪が提供される。内輪は、周方向に配置された複数の第２突起部を備える。第２突起部は、内輪の端面から軸方向に延在する。突起部は、第１固定要素を形状結合的に受容するように形成されている。 A further aspect of the invention provides an inner ring for rolling bearings. The inner ring includes a plurality of second protrusions arranged in the circumferential direction. The second protrusion extends axially from the end face of the inner ring. The protrusion is formed so as to receive the first fixing element in a shape-bound manner.

好適には、第１閉鎖要素を形状結合的に受容する突起部は、それぞれ、円周に沿って配置された溝または凹部を備える。 Preferably, the protrusions that receive the first closure element in a shape-bound manner each include a groove or recess arranged along the circumference.

本発明の更なる態様は、ロータシャフトを製造する方法を提供することである。方法は、以下のステップを含む。 A further aspect of the invention is to provide a method of manufacturing a rotor shaft. The method comprises the following steps:

ロータシャフトを製造する方法は、周方向に走るカラーを備えるロータシャフトを提供する第１ステップと、溝または凹部を第１突起部に切り込む第２ステップと、径方向外側に延在する複数の第１突起部をロータシャフトの外周面から製造するために、カラーをフライス加工する第３ステップと、を含む。 The method of manufacturing the rotor shaft includes a first step of providing a rotor shaft having a collar running in the circumferential direction, a second step of cutting a groove or a recess into the first protrusion, and a plurality of radially extending outward portions. 1 Includes a third step of milling the collar to manufacture the protrusions from the outer peripheral surface of the rotor shaft.

工具の取り扱いの点で、溝を連続する周方向のカラーに切り込む方が、部分的に切り込むよりも簡単である。そのため、好適には、ロータシャフトを製造するこれらの３つのステップは、時系列的に相互に追従することができる。しかしながら、第２ステップの前に第３ステップを実行することも考慮可能である。 In terms of tool handling, it is easier to cut the groove into a continuous circumferential collar than to make a partial cut. Therefore, preferably, these three steps for manufacturing the rotor shaft can follow each other in chronological order. However, it is also possible to consider performing the third step before the second step.

本発明の更なる態様は、転がり軸受のための内輪を製造する方法を提供することである。方法は、転がり軸受のための内輪と提供する第１ステップと、溝または凹部を第２突起部に切り込む第２ステップと、軸方向に延在する複数の第２突起部を内輪の端面から製造するために、内輪をフライス加工する第３ステップと、を含む。 A further aspect of the invention is to provide a method of manufacturing an inner ring for a rolling bearing. The method is to manufacture an inner ring for rolling bearings, a first step to provide, a second step to cut a groove or recess into the second protrusion, and a plurality of axially extending second protrusions from the end face of the inner ring. A third step of milling the inner ring is included.

工具の取り扱いの点で、溝を連続する周方向のカラーに切り込む方が、部分的に切り込むよりも簡単である。そのため、好適には、内輪を製造するこれらの３つのステップは、時系列的に相互に追従することができる。しかしながら、第２ステップの前に第３ステップを実行することも考慮可能である。 In terms of tool handling, it is easier to cut the groove into a continuous circumferential collar than to make a partial cut. Therefore, preferably, these three steps of manufacturing the inner ring can follow each other in chronological order. However, it is also possible to consider performing the third step before the second step.

本発明の更なる態様は、ロータシャフトを支承する上述のシステムを備えるヘリコプタを提供することである。 A further aspect of the invention is to provide a helicopter with the aforementioned system bearing a rotor shaft.

本発明、本発明の実施形態、および本発明の更なる態様により、１つの構成部分、すなわちスペーサ管またはナットのねじ山のいずれかが省略され、摩耗部品を交換する必要がない。そのため、本発明、本発明の実施形態、および本発明の更なる態様は、特に、ギヤボックスの量産および保守においてコスト面で有利である。さらに、重量が低減されるため、ペイロードまたは最大離陸重量（Maximum Take Off Weight: ＭＯＴＷ）を増大させることができる。ワンピース型の第１固定要素を使用する場合には、第２固定要素を省略することができる。 According to the present invention, an embodiment of the present invention, and a further aspect of the present invention, one component, that is, either a spacer tube or a thread of a nut, is omitted and it is not necessary to replace a worn part. Therefore, the present invention, embodiments of the present invention, and further embodiments of the present invention are cost-effective, especially in mass production and maintenance of gearboxes. In addition, because the weight is reduced, the payload or maximum take off weight (MOTW) can be increased. When using the one-piece type first fixing element, the second fixing element can be omitted.

本発明を、以下の図面を参照して詳説する。 The present invention will be described in detail with reference to the following drawings.

従来技術による、ロータシャフトを支承するスペーサ管を備える転がり軸受の図である。It is a figure of the rolling bearing provided with the spacer tube which supports the rotor shaft by the prior art. 本発明の第１態様による第１実施形態のロータシャフトの図である。It is a figure of the rotor shaft of 1st Embodiment by 1st aspect of this invention. 本発明の第２態様による第１実施形態の内輪の図である。It is a figure of the inner ring of 1st Embodiment by 2nd aspect of this invention. 本発明の更なる態様による第１実施形態のロータシャフトを支承するシステムの図である。It is a figure of the system which supports the rotor shaft of 1st Embodiment by a further aspect of this invention. 第１固定要素が挿入された状態の図４のシステムの、更なる図である。It is a further figure of the system of FIG. 4 with the first fixed element inserted. 第２固定要素を備える図５のシステムの図である。FIG. 5 is a diagram of the system of FIG. 5 with a second fixed element. ロータシャフトを支承するシステムの第２実施形態の図である。It is a figure of the 2nd Embodiment of the system which supports a rotor shaft. 図４乃至図６のシステムを組み立てた状態の長手方向断面図である。4 is a longitudinal sectional view of the system of FIGS. 4 to 6 in an assembled state. 図７のシステムを組み立てた状態の長手方向断面図である。It is sectional drawing in the longitudinal direction in the state which the system of FIG. 7 is assembled. ロータシャフトを支承するシステムを備えるヘリコプタの図である。It is a figure of a helicopter equipped with a system which supports a rotor shaft.

図１は、ヘリコプタのメインロータシャフトとして形成された、従来技術から既知のシャフト１を示す。このシャフト１は、左側で軸受パッケージ１１に、および右側で転がり軸受５に、回転可能に支承されている。軸方向に見て、軸受パッケージは下部軸受を構成し、転がり軸受５は上部軸受を構成する。軸受パッケージ１１は、円筒ころ軸受１１ａの形態の転がり軸受、および四点軸受１１ｂを備える。 FIG. 1 shows a conventionally known shaft 1 formed as a helicopter main rotor shaft. The shaft 1 is rotatably supported on the bearing package 11 on the left side and on the rolling bearing 5 on the right side. Seen in the axial direction, the bearing package constitutes the lower bearing and the rolling bearing 5 constitutes the upper bearing. The bearing package 11 includes a rolling bearing in the form of a cylindrical roller bearing 11a and a four-point bearing 11b.

ねじ接続によって、図示しないハウジングに固定された円筒ころ軸受１１ａは、それ自体公知の態様で、内輪と、外輪と、特に内輪と外輪との間で径方向に走る円筒形の転動体を有する転動体ケージと、を含む。円筒ころ軸受１１ａは、径方向の耐荷重性能は大きい。しかしながら、円筒ころ軸受１１ａは、軸方向では、わずかな荷重のみを支える、乃至全く荷重を支えることができない。四点軸受１１ｂは、これらの力を吸収するために設けられている。 A cylindrical roller bearing 11a fixed to a housing (not shown) by screw connection is a rolling element having a cylindrical rolling element running radially between an inner ring and an outer ring, particularly between the inner ring and the outer ring, in a manner known per se. Including moving body cages. The cylindrical roller bearing 11a has a large radial load bearing performance. However, the cylindrical roller bearing 11a cannot support a slight load or no load in the axial direction. The four-point bearing 11b is provided to absorb these forces.

四点軸受１１ｂは、アキシアル荷重を両方向で吸収できるように軌道が形成された、単列ラジアルアンギュラ玉軸受である。ラジアル荷重は、アキシアル荷重の何分の一かまでが、吸収されるのみである。四点軸受１１ｂは、分割された内輪を備え、自己保持式ではない。内輪が分割されているために、複数の玉を軸受内に受容可能である。これによって、比較的高い耐荷重性能が得られる。 The four-point bearing 11b is a single-row radial angular contact ball bearing in which a track is formed so that an axial load can be absorbed in both directions. The radial load only absorbs a fraction of the axial load. The four-point bearing 11b has a split inner ring and is not self-holding. Due to the split inner ring, multiple balls can be received in the bearing. As a result, relatively high load bearing performance can be obtained.

上部ロータマスト軸受５は、内輪５ａと、外輪５ｂと、径方向で内輪５ａと外輪５ｂとの間に配置された転動体５ｃを有する転動体ケージと、を含む。外輪５ｂは、ねじ接続を用いて、シールキャリアまたはブッシュ３を介して、（図示されない）ハウジングに固定して、取り付けられている。軌道輪２およびシャフトシールリング４は、径方向でシャフト１とシールキャリアまたはブッシュ３との間に配置されている。軌道輪２は、シャフト１と共に回転する。内輪５ａは２つの固定リム７、８を備える。転動体５ｃは、固定リム７、８の上へ導かれる。 The upper rotor mast bearing 5 includes an inner ring 5a, an outer ring 5b, and a rolling element cage having a rolling element 5c disposed radially between the inner ring 5a and the outer ring 5b. The outer ring 5b is secured and attached to a housing (not shown) via a seal carrier or bush 3 using screw connections. The raceway ring 2 and the shaft seal ring 4 are radially arranged between the shaft 1 and the seal carrier or bush 3. The raceway ring 2 rotates together with the shaft 1. The inner ring 5a includes two fixed rims 7 and 8. The rolling element 5c is guided onto the fixed rims 7 and 8.

転がり軸受５は、シールキャリア３、シャフトシールリング４、および軌道輪２である要素とシャフト１との相互作用によって、軸方向右側に固定されており、荷重方向に対して回転する内輪５ａは、通常のようなプレスフィットでは、シャフト１に取り付けられていないことが分かる。 The rolling bearing 5 is fixed to the right side in the axial direction by the interaction between the seal carrier 3, the shaft seal ring 4, and the element that is the raceway ring 2, and the inner ring 5a that rotates in the load direction has an inner ring 5a. It can be seen that in a normal press fit, it is not attached to the shaft 1.

サムシャフト１７は、図示されていない２つのギヤボックスの駆動トルクをロータシャフト１に伝達する。そのために、サムシャフト１７は、差込接続部またはクランプ接続部１７ａによって、形状結合的に、軸受パッケージ１１とロータシャフト１との間に差し込まれている、またはクランプされている。 The thumb shaft 17 transmits the drive torque of two gearboxes (not shown) to the rotor shaft 1. Therefore, the thumb shaft 17 is inserted or clamped between the bearing package 11 and the rotor shaft 1 in a shape-coupling manner by the insertion connection portion or the clamp connection portion 17a.

作動中の内輪５ａの移動を防止するため、または支持するために、従来技術に従ってスペーサ管１０が備えられている。スペーサ管１０は、ロータシャフトと同軸に配置され、軸受パッケージ１１を、転がり軸受５または内輪５ａから離れた位置に保持する。これによって、内輪が、したがって転がり軸受５もが、左または下への軸方向の滑りに対して固定される。 A spacer tube 10 is provided in accordance with prior art to prevent or support the movement of the inner ring 5a during operation. The spacer tube 10 is arranged coaxially with the rotor shaft and holds the bearing package 11 at a position away from the rolling bearing 5 or the inner ring 5a. This secures the inner ring, and thus also the rolling bearing 5, against axial slip to the left or down.

スペーサ管を用いた、従来技術において既知であるこの解決策は、摩耗する傾向が強い。その結果、プレテンションの損失が引き起こされ、ギヤボックスの破損につながる可能性がある。 This solution, known in the art, using spacer tubes is highly prone to wear. As a result, loss of pretension is caused and can lead to damage to the gearbox.

図２は、本発明の第１実施形態のロータシャフト１を示す。ロータシャフト１は、ロータシャフト１の周方向に走る６つの第１突起部２１を有する。これらの突起部２１の各々は、溝２２を有する。周方向に隣接して位置する突起部２１の間には、フリースペース２３がある。第１突起部２１は、径方向外側に延在する。 FIG. 2 shows the rotor shaft 1 of the first embodiment of the present invention. The rotor shaft 1 has six first protrusions 21 running in the circumferential direction of the rotor shaft 1. Each of these protrusions 21 has a groove 22. There is a free space 23 between the protrusions 21 located adjacent to each other in the circumferential direction. The first protrusion 21 extends radially outward.

図３は、本発明の第１実施形態の、転がり軸受５の内輪３０を示す。内輪３０を除いて、図３の転がり軸受は図１の転がり軸受と同一である。そのため、同じ符号を使用することができる。 FIG. 3 shows the inner ring 30 of the rolling bearing 5 according to the first embodiment of the present invention. Except for the inner ring 30, the rolling bearing of FIG. 3 is the same as the rolling bearing of FIG. Therefore, the same code can be used.

内輪３０は、周方向に走る６つの第２突起部３１を備える。これらの突起部３１の各々は、第２溝３２を有する。周方向に隣接して位置する突起部３１の間には、フリースペース３３がある。第２突起部３１は、内輪３０の端面から軸方向に延在し、いわゆる軸方向凸部を形成する。 The inner ring 30 includes six second protrusions 31 running in the circumferential direction. Each of these protrusions 31 has a second groove 32. There is a free space 33 between the protrusions 31 located adjacent to each other in the circumferential direction. The second protrusion 31 extends axially from the end face of the inner ring 30 to form a so-called axial protrusion.

第１突起部２１は、ロータシャフト２０の周方向に走るカラーからフライス加工されたものである。そのため、等しい大きさで、かつ等離間の６つの突起部２１が形成される。第２突起部３１は、内輪３０にフライス加工されたものである。そのため、等しい大きさで、かつ等間隔の６つの突起部３１が形成される。第１溝２２および第２溝３２は、切り込まれたものである。 The first protrusion 21 is milled from a collar running in the circumferential direction of the rotor shaft 20. Therefore, six protrusions 21 having the same size and evenly spaced are formed. The second protrusion 31 is milled on the inner ring 30. Therefore, six protrusions 31 having the same size and at equal intervals are formed. The first groove 22 and the second groove 32 are notched.

突起部の個数は、変化させることができる。３、４、５、７、８、または９個の突起部を構成することもできる。個数は、特に６、７、または８個が好適である。通常、突起部には製造上のばらつきがある。そのため、寸法は同一でない。６、７、または８個の突起部を備える場合、隣接する突起部の間の周方向の面圧を最適に低減させることができ、それによって、有利な方法で摩耗の発生を低減できることが分かった。 The number of protrusions can be varied. 3, 4, 5, 7, 8 or 9 protrusions can also be configured. The number is particularly preferably 6, 7, or 8. Usually, the protrusions have manufacturing variations. Therefore, the dimensions are not the same. It has been found that with 6, 7, or 8 protrusions, the circumferential surface pressure between adjacent protrusions can be optimally reduced, thereby reducing the occurrence of wear in an advantageous manner. rice field.

隣接する突起部の間隔を、変化させることも考慮可能である。突起部の大きさが等しく、かつ等間隔であることには、組み立てがより簡単である、という利点がある。 It is also possible to consider changing the spacing between adjacent protrusions. Equal and evenly spaced protrusions have the advantage of being easier to assemble.

第１突起部２１は、第２突起部３１に対応している。同様に、第１溝２２および第２溝３２は、相互に対応している。すなわち、まとめられた状態、または組み立てられた状態において、第１突起部２１は第２フリースペース３３に係合し、第２突起部３１は第１フリースペース２３に係合する。一方、第１溝２２および第２溝３２は、共通の周方向溝を構成する。 The first protrusion 21 corresponds to the second protrusion 31. Similarly, the first groove 22 and the second groove 32 correspond to each other. That is, in the assembled or assembled state, the first protrusion 21 engages with the second free space 33, and the second protrusion 31 engages with the first free space 23. On the other hand, the first groove 22 and the second groove 32 form a common circumferential groove.

図４は、ロータシャフトを支承するシステム１００の図であり、内輪３０およびロータシャフト１を備える転がり軸受５の組み立ての際の部分図である。内輪３０は、その第２突起部３１で第１フリースペース２３内に押し込むことができるように、ロータシャフト１に対して配向されている。 FIG. 4 is a view of a system 100 that supports a rotor shaft, and is a partial view of an assembly of a rolling bearing 5 including an inner ring 30 and a rotor shaft 1. The inner ring 30 is oriented with respect to the rotor shaft 1 so that the inner ring 30 can be pushed into the first free space 23 by the second protrusion 31.

図４は、さらに、分割リングの形態の固定要素４０を示す。分割リングは、複数部分からなる第１固定要素の一例である。分割リング４１は、溝２２、３２に対して相補的な対応部を構成し、溝２２、３２に係合することができる。さらに図４は、第２固定要素４２を示す。分割リング４１は、径方向に固定されておらず、脱落する可能性がある。そのため、この場合、第２固定要素４２が必要である。有利には、第２固定要素４２が、同時に、図示されていないラジアルシャフトのラジアルシャフトシールリング４３のための軌道輪としても機能する。支持管４４は、外輪５ｂおよびハウジング４５にねじ留めすることができる。分割リングを、例えば、径方向内側に走るカラーを備える円筒状の構成部分を、等しい大きさの２つの部分、またはハーフリングに分割することによって、製造することができる。 FIG. 4 further shows a fixed element 40 in the form of a split ring. The split ring is an example of a first fixed element composed of a plurality of parts. The dividing ring 41 constitutes a corresponding portion complementary to the grooves 22 and 32 and can be engaged with the grooves 22 and 32. Further, FIG. 4 shows a second fixed element 42. The split ring 41 is not fixed in the radial direction and may fall off. Therefore, in this case, the second fixed element 42 is required. Advantageously, the second fixing element 42 also functions as a raceway ring for the radial shaft seal ring 43 of the radial shaft (not shown). The support tube 44 can be screwed to the outer ring 5b and the housing 45. A split ring can be manufactured, for example, by splitting a cylindrical component with a collar running radially inward into two portions of equal size, or halflings.

図５は、内輪３０と、ロータシャフト１と、分割リング４１と、を備える転がり軸受５を、断面図で示す。内輪３０の第２突起部と、この第２突起部に係合する分割リング４１とを、明確に認識できる。この目的のために、内輪３０の突起部３１、およびロータシャフト１の図示しない突起部は、断面に矩形のＵ字形プロフィールを有する。分割リング４１は、対応するＦ字型プロフィールを有する。しかしながら、分割リング４１のＴ字形プロフィールも考慮可能であろう。内輪のシール品質は、個々の突起部の間に発生する隙間によって低減する可能性がある。（二重リングとも称される）Ｆ字形プロフィールは、形状結合的接続を改良する。またＦ字形プロフィールが軸方向に第１および第２突起部を平坦に覆うため、その後のシールが容易である。シールは、例えばゴムコンパウンドによって、ロータシャフト１、分割リング４１、および軌道輪４２がシールされるように行うことができる。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a rolling bearing 5 including an inner ring 30, a rotor shaft 1, and a split ring 41. The second protrusion of the inner ring 30 and the split ring 41 that engages with the second protrusion can be clearly recognized. For this purpose, the protrusion 31 of the inner ring 30 and the protrusion (not shown) of the rotor shaft 1 have a rectangular U-shaped profile in cross section. The split ring 41 has a corresponding F-shaped profile. However, a T-shaped profile of the split ring 41 could also be considered. The sealing quality of the inner ring may be reduced by the gaps created between the individual protrusions. The F-shaped profile (also known as the double ring) improves shape-connecting connections. Further, since the F-shaped profile covers the first and second protrusions flat in the axial direction, subsequent sealing is easy. Sealing can be done, for example, with a rubber compound so that the rotor shaft 1, the split ring 41, and the raceway ring 42 are sealed.

図５に加えて、図６は、第２固定要素４２を示す。第２固定要素４２は、同時にラジアルシャフトシールリング４３の軌道輪として機能する。軌道輪４２は、分割リング４１を径方向に固定する。軌道輪４２のＬ字形プロフィールは、追加的に、軸方向に固定してシールするよう機能する。ラジアルシャフトシールリング４３は、軌道輪４２の径方向の裏面上を走る。内輪３０の端面と軌道輪４２との間の、軸方向の隙間は、軌道輪を取り外すために工具を係合させるよう機能する。 In addition to FIG. 5, FIG. 6 shows a second fixed element 42. The second fixing element 42 also functions as a raceway ring of the radial shaft seal ring 43. The raceway ring 42 fixes the split ring 41 in the radial direction. The L-shaped profile of the raceway 42 additionally functions to be axially fixed and sealed. The radial shaft seal ring 43 runs on the radial back surface of the raceway ring 42. The axial gap between the end face of the inner ring 30 and the raceway ring 42 serves to engage the tool to remove the raceway ring.

図５および図６とは異なり、図７は、丸いワイヤスナップリングの形態である、ワンピース型の第１固定要素４１を示す。この第１固定要素４１は、溝２２、３２から径方向に落下しないため、形状結合を軸方向に固定するのに十分である。突起部をより良好にシールするために、断面がＬ字型のシール要素が備えられている。このシール要素は、径方向で突起部２１、３１と軌道輪４２との間に配置されている。シール要素４１ａは、溝２２、３２に係合しない。図６によるシステムと比較すると、図６によるシステムでは、分割リングが、溝に係合し、またシールもしている。そのため、図７によれば、少なくとも１つの追加の構成部分が必要である。 Unlike FIGS. 5 and 6, FIG. 7 shows a one-piece first fixing element 41 in the form of a round wire snap ring. Since the first fixing element 41 does not fall radially from the grooves 22 and 32, it is sufficient to fix the shape coupling in the axial direction. A sealing element with an L-shaped cross section is provided to better seal the protrusions. This sealing element is radially arranged between the protrusions 21 and 31 and the raceway ring 42. The seal element 41a does not engage the grooves 22 and 32. Compared to the system according to FIG. 6, in the system according to FIG. 6, the dividing ring engages the groove and also seals. Therefore, according to FIG. 7, at least one additional component is required.

図８は、好適な第１実施形態のロータシャフト支承するシステムを、組み立てられた状態の長手方向断面図で示す。 FIG. 8 shows a preferred first embodiment rotor shaft bearing system in a longitudinal sectional view in an assembled state.

内輪３０と、転動体ケージ５ｃと、外輪５ｂと、を備える転がり軸受５は、ロータシャフト１に押し付けられている。転動体ケージ５ｃは、径方向で内輪３０と外輪５ｂとの間に位置する。２つの部分からなる固定要素４１は、そのＦ字型プロフィールのＴ字型部分で、第１突起部２１および第２突起部３１の溝２２、３２に係合し、その端面で突起部２１、３１を包囲する。２つの部分からなるリング４１は、リング４２を用いて径方向に固定されている。リング４２は、同時に、ラジアルシャフトシールリング４３のための軌道輪としても機能する。支持管４４は、外輪およびハウジングにねじ留めされている。 The rolling bearing 5 including the inner ring 30, the rolling element cage 5c, and the outer ring 5b is pressed against the rotor shaft 1. The rolling element cage 5c is located between the inner ring 30 and the outer ring 5b in the radial direction. The fixing element 41 composed of two portions is a T-shaped portion of the F-shaped profile thereof, and engages with the grooves 22 and 32 of the first protrusion 21 and the second protrusion 31, and the protrusion 21 at the end surface thereof. Surround 31. The ring 41 composed of two parts is fixed in the radial direction by using the ring 42. The ring 42 also functions as a raceway ring for the radial shaft seal ring 43. The support tube 44 is screwed to the outer ring and the housing.

図９は、好適な更なる実施形態のロータシャフトを支承するシステムを、組み立てられた状態の長手方向断面図で示す。 FIG. 9 shows a longitudinal sectional view of a system bearing a rotor shaft of a preferred further embodiment in an assembled state.

図８とは異なり、第１固定手段４１は、丸いワイヤスナップリングである。したがって、軌道輪は、形状結合的に溝２１、３１に係合するように追加的に形成されておらず、したがってＴ字形プロフィールを有さない。 Unlike FIG. 8, the first fixing means 41 is a round wire snap ring. Therefore, the raceway rings are not additionally formed to engage the grooves 21, 31 in a shape-coupling manner and therefore do not have a T-shaped profile.

図１０は、ロータシャフトを支承するシステム１００を備えるヘリコプタを示す。システム１００は、ヘリコプタ８０において、メインロータギヤボックス５０、テイルロータギヤボックス６０、および／または偏向ギヤボックス７０に使用することができる。 FIG. 10 shows a helicopter with a system 100 bearing a rotor shaft. The system 100 can be used in the helicopter 80 for the main rotor gearbox 50, the tail rotor gearbox 60, and / or the deflection gearbox 70.

１ シャフト、ロータシャフト
２ 軌道輪
３ シールキャリア、ブッシュ
４ シャフトシールリング
５ ころ軸受、円筒ころ軸受
５ａ 内輪
５ｂ 外輪
５ｃ 転動体、転動体ケージ
６ 接続手段、ねじ接続
７ 第１リム
８ 第２リム
９ 第３リム
１０ スペーサ管、スペーサ
１１ 軸受パッケージ
１１ａ 円筒ころ軸受
１１ｂ 四点軸受
１２ シャフトナット
１３ スチールリング
１４ ギヤアウトレットゾーン
１５ ノーズ
１６ 手段、接触領域
１７ サムシャフト
１７ａ 形状結合的接続手段、差込アーム、クリップアーム
２１ 第１突起部、凸部、歯部
２２ 第１溝、凹部
２３ 第１フリースペース、ブランク
３０ 内輪
３１ 第２突起部、凸部、歯部
３２ 第２溝、凹部
３３ 第２フリースペース、ブランク
４１ 第１固定要素、ワンピース型／複数の部分からなる、丸いワイヤスナップリング、固定リング、副子、分割リング
４１ａ シール要素
４２ 第２固定要素、リング、軌道輪
４３ ラジアルシャフトシールリング
４４ 支持管
４５ ハウジング
５０ メインロータギヤボックス
６０ テイルロータギヤボックス
７０ 偏向ギヤボックス
８０ ヘリコプタ
１００ ロータシャフトを支承するシステム 1 Shaft, Rotor shaft 2 Track ring 3 Seal carrier, Bush 4 Shaft seal ring 5 Roller bearing, Cylindrical roller bearing 5a Inner ring 5b Outer ring 5c Rolling element, Rolling element cage 6 Connecting means, Screw connection 7 1st rim 8 2nd rim 9 3rd rim 10 Spacer tube, Spacer 11 Bearing package 11a Cylindrical roller bearing 11b Four-point bearing 12 Shaft nut 13 Steel ring 14 Gear outlet zone 15 Nose 16 Means, Contact area 17 Thumb shaft 17a Shape-coupled connecting means, plug-in arm, Clip arm
21 1st protrusion, convex part, tooth part 22 1st groove, concave part 23 1st free space, blank 30 Inner ring 31 2nd protrusion, convex part, tooth part 32 2nd groove, concave part 33 2nd free space, blank 41 First fixing element, one-piece type / multi-part round wire snap ring, fixing ring, splint, split ring 41a Seal element 42 Second fixing element, ring, raceway ring 43 Radial shaft seal ring 44 Support tube 45 Housing 50 Main rotor gear box 60 Tail rotor gear box 70 Deflection gear box 80 Helicopter 100 Rotor shaft bearing system

Claims (6)

ロータシャフト（１）を支承するシステムであって、ロータシャフト（１）と、内輪（３０）を有する転がり軸受（５）と、を備え、
前記ロータシャフト（１）は、前記ロータシャフト（１）の円周に沿って複数の第１突起部（２１）を備え、前記第１突起部（２１）が、前記ロータシャフト（１）から径方向外側に延在し、隣接する前記第１突起部（２１）の間には、第１フリースペース（２３）があり、
前記内輪（３０）は、前記内輪（３０）の端面から軸方向に延在する複数の第２突起部（３１）を備え、隣接する前記第２突起部（３１）の間には、第２フリースペース（３３）があり、
前記第１突起部（２１）と前記第２突起部（３１）が周方向で交互に隣接して、前記内輪（３０）と前記ロータシャフト（１）との間の回転が防止されるように、前記第１突起部（２１）は前記第２フリースペース（３３）に突出し、また前記第２突起部（３１）は前記第１フリースペース（２３）に突出し、
前記ロータシャフト（１）に対する前記内輪（３０）の軸方向の変位が防止されるように、第１固定要素（４１）が前記第１突起部（２１）および前記第２突起部（３１）を形状結合的に固定する、システム（１）。 A system that supports a rotor shaft (1), including a rotor shaft (1) and a rolling bearing (5) having an inner ring (30).
The rotor shaft (1) includes a plurality of first protrusions (21) along the circumference of the rotor shaft (1), and the first protrusion (21) has a diameter from the rotor shaft (1). There is a first free space (23) between the first protrusions (21) extending outward in the direction and adjacent to the first protrusion (21).
The inner ring (30) includes a plurality of second protrusions (31) extending axially from the end surface of the inner ring (30), and a second protrusion (31) is provided between adjacent second protrusions (31). There is free space (33),
The first protrusion (21) and the second protrusion (31) are alternately adjacent to each other in the circumferential direction so as to prevent rotation between the inner ring (30) and the rotor shaft (1). The first protrusion (21) protrudes into the second free space (33), and the second protrusion (31) protrudes into the first free space (23).
The first fixing element (41) has the first protrusion (21) and the second protrusion (31) so as to prevent the axial displacement of the inner ring (30) with respect to the rotor shaft (1). A system (1) that is fixed in a shape-coupling manner. 請求項１に記載のシステムであって、前記内輪（３０）および前記ロータシャフト（１）は、周方向に第１溝または凹部（２２）を備え、前記第１固定要素（４１）は、前記第１溝または凹部（２２）に係合する、システム。 The system according to claim 1, wherein the inner ring (30) and the rotor shaft (1) are provided with a first groove or a recess (22) in the circumferential direction, and the first fixing element (41) is the same. A system that engages in a first groove or recess (22). 請求項１または２に記載のシステムであって、前記第１固定要素（４１）はワンピース型で構成されている、システム。 The system according to claim 1 or 2, wherein the first fixing element (41) is composed of a one-piece type. 請求項１～３の何れか一項に記載のシステムであって、前記第１固定要素（４１）は少なくとも２つの部分で構成されている、システム。 The system according to any one of claims 1 to 3, wherein the first fixed element (41) is composed of at least two parts. 請求項１～４の何れか一項に記載のシステムであって、第２固定要素（４２）は、前記第１固定要素（４１）を径方向に固定する、システム。 The system according to any one of claims 1 to 4, wherein the second fixing element (42) fixes the first fixing element (41) in the radial direction. 請求項１～５の何れか一項に記載のロータシャフト（１）を支承するシステムを備えることを特徴とする、ヘリコプタ。 A helicopter comprising a system for supporting the rotor shaft (1) according to any one of claims 1 to 5.
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