IT201800005822A1

IT201800005822A1 - Attacco di un gruppo ingranaggio per un motore a turbina a gas

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Publication number: IT201800005822A1
Application number: IT102018000005822A
Authority: IT
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2019-11-29
Also published as: CN110541759B; US20190368577A1; US11060584B2; CN110541759A

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“ATTACCO DI UN GRUPPO INGRANAGGIO PER UN MOTORE A TURBINA A GAS”

SETTORE

Il presente argomento riguarda generalmente motori a turbina a gas includenti gruppi ingranaggio di potenza o di riduzione.

BACKGROUND

I motori a turbina a gas con ingranaggi includono generalmente un gruppo ingranaggio di potenza o di riduzione tra un gruppo elica o ventola e un motore principale. Durante il funzionamento del motore, carichi esterni sulla struttura del motore causeranno un relativo movimento dei componenti del gruppo ingranaggio. Quando questi componenti non si muovono insieme, essi introducono una quota di carico irregolare tra ingranaggi all’interno del gruppo ingranaggio causando, così, una condizione di sovraccarico su uno o più degli ingranaggi. In aggiunta, o in alternativa, tale distribuzione di carico irregolare può causare una chiusura del gioco tra i componenti del gruppo ingranaggio. Tale distribuzione di carico irregolare indesiderata può risultare in un guasto del gruppo ingranaggio e, di conseguenza, in un guasto del motore. Inoltre, il rischio di chiusura del gioco tra gli ingranaggi limita l’ampiezza dei relativi movimenti consentiti, necessitando così strutture più rigide e pesanti, riducendo quindi l’efficienza del motore.

Pertanto, vi è la necessità di disposizioni di attacco che possano mitigare una trasmissione di carico indesiderata, chiusure del gioco, e migliorare l’efficienza del motore.

BREVE DESCRIZIONE

Aspetti e vantaggi dell’invenzione saranno esposti in parte nella seguente descrizione, oppure possono essere ovvi dalla descrizione, o possono essere appresi dalla pratica dell’invenzione.

Un aspetto della presente descrizione è rivolto a un motore a turbina a gas includente un primo telaio che include un primo elemento di attacco che definisce una rigidezza K1; un secondo telaio che include un secondo elemento di attacco che definisce una rigidezza K2 e un terzo elemento di attacco che definisce una rigidezza K3; e un gruppo ingranaggio. Il gruppo ingranaggio include un primo componente girevole, un secondo componente girevole e un componente di trasferimento di coppia. Il primo elemento di attacco è accoppiato al primo componente girevole. Il secondo elemento di attacco è accoppiato al secondo componente girevole. Il terzo elemento di attacco è accoppiato al componente di trasferimento di coppia. La rigidezza K1 è inferiore o uguale al 10% della rigidezza K3.

In una forma di realizzazione, un rapporto di rigidezza K2/K3 è maggiore di circa 0,5 e inferiore a circa 2,0.

In diverse forme di realizzazione, il primo componente girevole del gruppo ingranaggio definisce un componente di ingresso che fornisce coppia al gruppo ingranaggio. In una forma di realizzazione, il secondo componente girevole del gruppo ingranaggio definisce un componente di uscita che riceve una coppia dal primo componente girevole tramite il componente di trasferimento di coppia.

In forme di realizzazione ancora diverse, il secondo componente girevole del gruppo ingranaggio definisce un componente di ingresso che fornisce una coppia al gruppo ingranaggio. In una forma di realizzazione, il primo componente girevole del gruppo ingranaggio definisce un componente di uscita che riceve una coppia dal secondo componente girevole attraverso il componente di trasferimento di coppia.

In diverse forme di realizzazione, il gruppo ingranaggio definisce un gruppo ingranaggio epicicloidale. In una forma di realizzazione, il componente di trasferimento di coppia del gruppo ingranaggio definisce un ingranaggio a corona o un portasatelliti generalmente stazionario rispetto a una linea centrale di gruppo ingranaggio definita attraverso un componente di ingresso. In un’altra forma di realizzazione, il componente di ingresso include un ingranaggio solare. In un’altra forma di realizzazione ancora, il gruppo ingranaggio definisce un componente di uscita includente un ingranaggio satellite girevole attorno a una linea centrale di gruppo ingranaggio definita attraverso un componente di ingresso.

In forme di realizzazione ancora diverse, il motore include inoltre una sezione di turbina accoppiata al gruppo ingranaggio. La sezione di turbina fornisce una forza motrice per far ruotare il primo componente girevole e il secondo componente girevole. In una forma di realizzazione, il motore include, inoltre, una sezione di ventola accoppiata al gruppo ingranaggio. In una forma di realizzazione, la sezione di ventola riceve la forza motrice dal primo componente girevole e dal secondo componente girevole.

In una forma di realizzazione, il motore definisce una configurazione a turboventola, turboalbero o turboelica.

In un’altra forma di realizzazione, il primo elemento di attacco è accoppiato al primo componente girevole e il secondo elemento di attacco è accoppiato al secondo componente girevole, ciascuno tramite un gruppo cuscinetto.

Un altro aspetto della presente descrizione è rivolto a un motore a turbina a gas includente una sezione di turbina, una sezione di ventola, un gruppo ingranaggio, un telaio di attacco di ingresso, un telaio di attacco di uscita e un elemento di attacco di trasferimento di coppia. Il gruppo ingranaggio include un componente di ingresso girevole attorno a una linea centrale di gruppo ingranaggio, un componente di uscita girevole attorno alla linea centrale di gruppo ingranaggio e un componente di trasferimento di coppia accoppiato a uno o più tra il componente di ingresso o il componente di uscita. La sezione di turbina è accoppiata al componente di ingresso e la sezione di ventola è accoppiata al componente di uscita. Il telaio di attacco di ingresso include un elemento di attacco di ingresso che definisce una rigidezza Kingresso accoppiato al componente di ingresso. Il telaio di attacco di uscita include un elemento di attacco di uscita che definisce una rigidezza Kuscita accoppiato al componente di uscita. L’elemento di attacco di trasferimento di coppia definisce una rigidezza K3. L’elemento di attacco di trasferimento di coppia è accoppiato al componente di trasferimento di coppia e al telaio di attacco di ingresso. La rigidezza Kuscita dell’elemento di attacco di uscita è uguale o inferiore al 10% della rigidezza K3 dell’elemento di attacco di trasferimento di coppia.

In una forma di realizzazione, un rapporto di rigidezza Kingresso/K3 è tra circa 0,5 e circa 2,0.

In un’altra forma di realizzazione, l’elemento di attacco di ingresso, l’elemento di attacco di trasferimento di coppia e il telaio di attacco di ingresso definiscono insieme una rigidezza complessiva superiore di almeno dieci volte alla rigidezza Kuscita.

Un altro aspetto ancora della presente descrizione è rivolto a un motore a turbina a gas includente una sezione di turbina, una sezione di ventola, un gruppo ingranaggio, un telaio di attacco di ingresso, un telaio di attacco di uscita e un elemento di attacco di trasferimento di coppia. Il gruppo ingranaggio include un componente di ingresso girevole attorno a una linea centrale di gruppo ingranaggio, un componente di uscita girevole attorno alla linea centrale di gruppo ingranaggio e un componente di trasferimento di coppia accoppiato a uno o più tra il componente di ingresso o il componente di uscita. La sezione di turbina è accoppiata al componente di ingresso e la sezione di ventola è accoppiato al componente di uscita. Il telaio di attacco di ingresso include un elemento di attacco di ingresso che definisce una rigidezza Kingresso accoppiata al componente di ingresso. Il telaio di attacco di uscita include un elemento di attacco di uscita che definisce una rigidezza Kuscita accoppiato al componente di uscita. L’elemento di attacco di trasferimento di coppia definisce una rigidezza K3. L’elemento di attacco di trasferimento di coppia è accoppiato al componente di trasferimento di coppia e al telaio di attacco di uscita. La rigidezza Kingresso dell’elemento di attacco di ingresso è uguale o inferiore al 10% della rigidezza K3 dell’elemento di attacco di trasferimento di coppia.

In una forma di realizzazione, un rapporto di rigidezza Kuscita/K3 è tra circa 0,5 e circa 2,0.

In un’altra forma di realizzazione, l’elemento di attacco di uscita, l’elemento di attacco di trasferimento di coppia e il telaio di attacco di uscita definiscono insieme una rigidezza complessiva superiore di almeno dieci volte alla rigidezza Kingresso.

Questi e altri caratteristiche, aspetti e vantaggi della presente invenzione saranno meglio inclusi con riferimento alle seguenti descrizione e rivendicazioni allegate. I disegni di accompagnamento, che sono integrati nella e costituiscono una parte di questa descrizione, illustrano forme di realizzazione dell’invenzione e, insieme alla descrizione, servono a spiegare i principi dell’invenzione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Una descrizione completa e abilitante della presente invenzione, inclusa la sua migliore realizzazione rivolta a un esperto nella tecnica, è esposta nella descrizione che fa riferimento alle figure allegate, in cui:

la figura 1 è una forma di realizzazione esemplificativa di un motore a turbina includente una disposizione di un attacco di un gruppo ingranaggio secondo un aspetto della presente descrizione; e

le figure da 2 a 5 sono forme di realizzazione esemplificative di una disposizione di un attacco di un gruppo ingranaggio secondo aspetti della presente descrizione.

L’uso ripetuto di caratteri di riferimento nella presente descrizione e nei presenti disegni è inteso per rappresentare le stesse o analoghe caratteristiche o elementi della presente invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Si farà ora riferimento in dettaglio a forme di realizzazione dell’invenzione, uno o più esempi delle quali sono illustrati nei disegni. Ciascun esempio è fornito a titolo di spiegazione dell’invenzione, non limitazione dell’invenzione. Infatti, sarà evidente agli esperti nella tecnica che, nella presente invenzione, possono essere realizzate diverse modifiche e variazioni senza allontanarsi dall’ambito di protezione o spirito dell’invenzione. Per esempio, caratteristiche illustrate o descritte come parte di una forma di realizzazione possono essere usate con un’altra forma di realizzazione per produrre ancora un’ulteriore forma di realizzazione. Quindi è inteso che la presente invenzione copre tali modifiche e variazioni in quanto ricadono all’interno dell’ambito di protezione delle rivendicazioni allegate e dei loro equivalenti.

Come qui usati, i termini “primo”, “secondo”, e “terzo” possono essere usati in modo intercambiabile per distinguere un componente dall’altro e non sono intesi per indicare posizione o importanza dei singoli componenti.

I termini “a monte” e “a valle” si riferiscono alla relativa direzione rispetto al flusso di un fluido in un percorso di fluido. Per esempio, “a monte” si riferisce alla direzione dalla quale scorre il fluido, e “a valle” si riferisce alla direzione verso la quale scorre il fluido.

Approssimazioni qui indicate possono includere margini basati su uno o più dispositivi di misurazione come usati nella tecnica, quali, ma non limitatamente a, una percentuale di un intervallo di misurazione su scala completa di un dispositivo o sensore di misurazione. In alternativa, approssimazioni qui indicate possono includere margini del 10% di un valore limite superiore maggiori del valore limite superiore o del 10% di un valore limite inferiore minori del valore limite inferiore.

Sono fornite generalmente forme di realizzazione di disposizioni di attacco di un gruppo ingranaggio per un motore a turbina. Forme di realizzazione di disposizioni di attacco generalmente qui mostrate e descritte includono un primo componente girevole, un secondo componente girevole e un componente di trasferimento di coppia di un gruppo ingranaggio sostenuto indipendentemente da due telai (ovvero, un primo telaio e un secondo telaio). Tali disposizioni permettono al primo componente girevole di oscillare o altrimenti di attaccarsi indipendentemente con rigidezza relativamente bassa al primo telaio rispetto al secondo componente girevole e al componente di trasferimento di coppia attaccati al secondo telaio. Il secondo componente girevole e il componente di trasferimento di coppia sono sostenuti dal secondo telaio in modo sostanzialmente rigido lungo una o più tra una direzione radiale, di beccheggio o di imbardata. Sostanzialmente, vincolare il secondo componente girevole e il componente di trasferimento di coppia allo stesso telaio (ovvero, il secondo telaio) cosicché siano vincolati a muoversi o non muoversi insieme, permettendo il movimento o l’oscillazione del primo componente girevole attaccato indipendentemente al primo telaio, mitiga una distribuzione di carico irregolare tra i componenti sul primo telaio rispetto al secondo telaio. Pertanto, mitigare una distribuzione di carico irregolare tra i componenti può inoltre mitigare condizioni di sovraccarico nel gruppo ingranaggio. In aggiunta, o in alternativa, possono essere ridotti giochi nel gruppo ingranaggio o possono essere mitigate chiusure del gioco indesiderate, in modo tale da migliorare la densità di potenza e permettere che carichi o spinte relativamente maggiori agiscano su gruppi ingranaggio relativamente più piccoli.

Facendo ora riferimento ai disegni, la figura 1 è una vista laterale schematica, parzialmente in sezione trasversale, di un motore a turbina a gas 10 esemplificativo, qui indicato come “motore 10”, così come può incorporare diverse forme di realizzazione della presente invenzione. Sebbene qui rappresentato generalmente come una configurazione a turboventola, il motore 10 qui mostrato e descritto può definire inoltre una configurazione a turboelica o a turboalbero. Come mostrato in figura 1, il motore 10 ha un’asse della linea centrale 12 longitudinale o assiale che vi si estende attraverso per scopi di riferimento. In generale, il motore 10 può includere un gruppo elica o ventola 14 e un motore principale 16 disposto a valle del gruppo ventola 14.

Il motore principale 16 può includere generalmente un involucro esterno 18 sostanzialmente tubolare che definisce un’entrata anulare 20. L’involucro esterno 18 racchiude o forma almeno parzialmente, in relazione di flusso seriale, una sezione di compressore 21 avente un surpressore o un compressore a bassa pressione (LP) 22, un compressore ad alta pressione (HP) 24 e/o uno o più compressori a pressione intermedia (IP) (non mostrati) disposti aerodinamicamente tra il compressore LP 22 e il compressore HP 24; una sezione di combustione 26; una sezione di turbina 31 includente una turbina ad alta pressione (HP) 28, una turbina a bassa pressione (LP) 30 e/o una o più turbine a pressione intermedia (IP) (non mostrate) disposte aerodinamicamente tra la turbina HP 28 e la turbina LP 30; e una sezione di ugello di scarico a getto 32. Un albero rotore ad alta pressione (HP) 34 collega con azione motrice la turbina HP 28 al compressore HP 24. Un albero rotore a bassa pressione (LP) 36 collega con azione motrice la turbina LP 30 al compressore LP 22. In altre forme di realizzazione includenti una turbina IP e un compressore IP, un albero rotore IP collega con azione motrice la turbina IP al compressore IP (non mostrato). L’albero rotore LP 36 può anche, o in alternativa, essere collegato a un albero di ventola 38 del gruppo ventola 14. In forme di realizzazione particolari, come mostrato in figura 1, l’albero LP 36 può essere collegato all’albero di ventola 38 tramite un gruppo ingranaggio di potenza o di riduzione 40 come in una configurazione ad azionamento indiretto o ad azionamento ad ingranaggio.

Combinazioni dei compressori 22, 24, delle turbine 28, 30 e degli alberi 34, 36, 38 definiscono ciascuna un gruppo rotore 90 del motore 10. Per esempio, in diverse forme di realizzazione, la turbina LP 30, l’albero LP 36, il gruppo ventola 14 e/o il compressore LP 22 definiscono insieme il gruppo rotore 90 come un gruppo rotore a bassa pressione (LP). Il gruppo rotore 90 può includere inoltre il rotore di ventola 38 accoppiato al gruppo ventola 14 e all’albero LP 36 tramite il gruppo ingranaggio 40. Come altro esempio, la turbina HP 28, l’albero HP 34, e il compressore HP 24 possono definire insieme il gruppo rotore 90 come un gruppo rotore ad alta pressione (HP). Dovrebbe essere inoltre apprezzato che il gruppo rotore 90 può essere definito tramite una combinazione di un compressore IP, una turbina IP, e un albero IP disposti aerodinamicamente tra il gruppo rotore LP e il gruppo rotore HP.

In forme di realizzazione ancora diverse, il gruppo rotore 90 include inoltre un gruppo cuscinetto 160 che permette la rotazione dell’albero (per esempio, l'albero 34, 36, 38) rispetto a una messa a terra o a una struttura statica circostante (per esempio, l'involucro esterno 18), come inoltre mostrato e descritto in riferimento alla figura 2.

Come mostrato in figura 1, il gruppo ventola 14 include una pluralità di pale di ventola 42 che sono accoppiate all’albero di ventola 38 e che si estendono radialmente verso l’esterno da esso. Un involucro anulare di ventola o gondola 44 circonda circonferenzialmente il gruppo ventola 14 e/o almeno una porzione del motore principale 16. Dovrebbe essere apprezzato dagli esperti nella tecnica ordinari che la gondola 44 può essere configurata per essere supportata, rispetto al motore principale 16, da una pluralità di palette di guida di uscita o montanti 46 distanziati circonferenzialmente. Inoltre, almeno una porzione della gondola 44 può estendersi oltre una porzione esterna del motore principale 16 in modo tale da definire un passaggio di flusso d’aria di bypass 48 nel mezzo.

Facendo riferimento alle figure da 2 a 5 sono fornite generalmente viste schematiche di una porzione del motore 10. Il gruppo ingranaggio 40 include un primo componente girevole 401, un secondo componente girevole 402 e un componente di trasferimento di coppia 403. Il componente di trasferimento di coppia 403 è accoppiato al primo componente girevole 401, al secondo componente girevole 402 o a entrambi. In diverse forme di realizzazione, il gruppo ingranaggio 40 definisce un gruppo ingranaggio epicicloidale.

Facendo riferimento ancora alle figure da 2 a 5, il motore 10 include un primo telaio 101 includente un primo elemento di attacco 111 che definisce una rigidezza K1. Il motore 10 include inoltre un secondo telaio 102 includente un secondo elemento di attacco 112 che definisce una rigidezza K2 e un terzo elemento di attacco 113 che definisce una rigidezza K3. Il primo elemento di attacco 111 è accoppiato al primo componente girevole 401. Il secondo elemento di attacco 112 è accoppiato al secondo componente girevole 402 e il terzo elemento di attacco 113 è accoppiato al componente di trasferimento di coppia 403. In diverse forme di realizzazione, la rigidezza K1 è inferiore o uguale al 10% della rigidezza K3. In forme di realizzazione ancora diverse, un rapporto di rigidezza K2/K3 è maggiore di circa 0,5 e inferiore circa 2,0.

Nelle forme di realizzazione generalmente mostrate e descritte con riferimento alle figure da 2 a 5, il primo telaio 101 è sostanzialmente indipendente dal secondo telaio 102 rispetto alle relative proprietà di rigidezza. Per esempio, il primo telaio 101 definisce generalmente una struttura di messa a terra separata dal secondo telaio 102. Secondo un altro esempio, le relative rigidezze (per esempio, K1, K2, K3) sono distribuite attraverso i telai 101, 102 come qui mostrato e descritto schematicamente. In diverse forme di realizzazione, il primo telaio 101 e il secondo telaio 102 sono accoppiati insieme o assemblati in altro modo, per esempio tramite, ma non limitatamente a, dispositivi di fissaggio meccanici o metodi di giunzione. In forme di realizzazione ancora diverse, il secondo telaio 102, il secondo elemento di attacco 112 e il terzo elemento di attacco 113 definiscono insieme una rigidezza complessiva superiore di almeno dieci volte a quella del primo elemento di attacco 111. Pertanto, il secondo elemento di attacco 112 e il terzo elemento di attacco 113 definiscono ciascuno una struttura di portasatelliti relativamente rigida o stabile per il secondo componente girevole 402 e per il componente di trasferimento di coppia 403. Al contrario, il primo elemento di attacco 111 definisce una struttura di portasatelliti relativamente flessibile per il primo componente girevole 401.

Facendo riferimento ancora alle figure da 2 a 5, forme di realizzazione del motore 10 che includono disposizioni di attacco del gruppo ingranaggio 40 in modo tale che il primo componente girevole 401, il secondo componente girevole 402 e il componente di trasferimento di coppia 403 siano sostenuti dai due telai (ovvero, il primo telaio 101 e il secondo telaio 102) permettono al primo componente girevole 401 di flottare o essere attaccato in modo indipendente, con rigidezza relativamente bassa, al primo telaio 101. Attaccare il primo componente girevole 401 al primo telaio 101 definisce una rigidezza inferiore rispetto ad attaccare il secondo componente girevole 402 e il componente di trasferimento di coppia 403 dal secondo telaio 102. Il secondo componente girevole 402 e il componente di trasferimento di coppia 403 attaccati dal secondo telaio 102 forniscono una rigidezza sostanzialmente rigida lungo una o più tra una direzione radiale, di beccheggio o di imbardata. Sostanzialmente, vincolare il secondo componente girevole 402 e il componente di trasferimento di coppia 403 allo stesso telaio (ovvero, il secondo telaio 102) in modo tale da muoversi o non muoversi insieme, permettendo il movimento o l'oscillazione del primo componente girevole 401 attaccato indipendentemente al primo telaio 101, mitiga una distribuzione di carico irregolare tra i componenti 401, 402, 403. Pertanto, mitigare la distribuzione di carico irregolare tra i componenti 401, 402, 403 può mitigare inoltre condizioni di sovraccarico. In aggiunta, o in alternativa, possono essere ridotti giochi nel gruppo ingranaggio 40 in modo tale da migliorare la densità di potenza e permettere di portare e trasmettere carichi o spinte relativamente maggiori usando gruppi ingranaggio relativamente più piccoli.

Facendo riferimento alle figure da 2 a 3, sono fornite generalmente forme di realizzazione esemplificative del motore 10 in cui il primo componente girevole 401 definisce un componente di uscita 440 del gruppo ingranaggio 40. Il componente di uscita 440 può includere generalmente un albero di uscita 441. L’albero di uscita 441 è accoppiato alla sezione di ventola 14 (figura 1). Per esempio, l’albero di uscita 441 può definire, almeno parzialmente, l’albero della ventola 38 (figura 1) accoppiato alla pluralità di pale della ventola 42 (figura 1).

Facendo riferimento ancora alle figure da 2 a 3, il componente di uscita 440 può includere inoltre un ingranaggio di uscita 442 accoppiato all’albero di uscita 441.

In una forma di realizzazione, come fornita generalmente in figura 2, l’ingranaggio di uscita 442 può definire un ingranaggio a corona 451 girevole attorno a una linea centrale di gruppo ingranaggio 13 del gruppo ingranaggio 40. Il componente di trasferimento di coppia 403 può definire un ingranaggio satellite 452 e un portasatelliti 453 fissati circonferenzialmente fissi rispetto al primo componente girevole 401 e al secondo componente girevole 402. Il terzo elemento di attacco 113 è accoppiato al componente di trasferimento di coppia 403 includente il portasatelliti 453. Pertanto, il terzo elemento di attacco 113 fissa il componente di trasferimento di coppia 403 in disposizione statica rispetto al primo componente girevole 401 e al secondo componente girevole 402.

In un’altra forma di realizzazione, come fornita generalmente in figura 3, l’ingranaggio di uscita 442 può definire un ingranaggio satellite 452 girevole attorno alla linea centrale di gruppo ingranaggio 13. Il componente di trasferimento di coppia 403 può essere definito dall’ingranaggio a corona 451 fissato circonferenzialmente rispetto al primo componente girevole 401 e al secondo componente girevole 402. Il terzo elemento di attacco 113 è accoppiato al componente di trasferimento di coppia 403 includente l’ingranaggio a corona 451. Pertanto, il terzo elemento di attacco 113 fissa l’ingranaggio a corona 451 che definisce il componente di trasferimento di coppia 403 in disposizione statica rispetto al primo componente girevole 401 e al secondo componente girevole 402.

Facendo riferimento ancora alle figure da 2 a 3, il secondo componente girevole 402 definisce un componente di ingresso 460 del gruppo ingranaggio 40. Il componente di ingresso 460 può includere generalmente un albero di ingresso 461. In una forma di realizzazione, l’albero di ingresso 461 definisce l’albero LP 36 in modo tale da fornire potenza dalla turbina LP 30 per azionare il gruppo ventola 14 (figura 1). Dovrebbe essere apprezzato che in altre forme di realizzazione l’albero di ingresso 461 può definire qualsiasi albero motore del motore 10, come l’albero HP 34 (figura 1), o uno o più alberi IP (non mostrati).

Facendo riferimento ancora alle figure da 2 a 3, il componente di ingresso 460 può includere inoltre un ingranaggio di ingresso 462 accoppiato all’albero di ingresso 461. In diverse forme di realizzazione, l’ingranaggio di ingresso 462 può definire un ingranaggio solare 454 girevole rispetto alla linea centrale di gruppo ingranaggio 13 del gruppo ingranaggio 40. Il componente di ingresso 460 includente l’albero di ingresso 461 e l’ingranaggio di ingresso 462 che definisce l’ingranaggio solare 454 permettono la rotazione dell’albero di uscita 441 tramite potenza, coppia, o forza motrice generalmente trasmessa dalla sezione di turbina 31 (per esempio, grazie al fatto che turbina LP 30 è accoppiata all’albero LP 36, con l’albero LP 36 che definisce l’albero di ingresso 461) attraverso l’ingranaggio di uscita 442. Come inoltre descritto sopra, in diverse forme di realizzazione, l’ingranaggio di uscita 442 può includere l’ingranaggio a corona 451 (figura 2) o l’ingranaggio satellite 452 (figura 3) che agisce contro il componente di trasferimento di coppia 403 per permettere la trasmissione di potenza o coppia all’albero di uscita 441.

Come mostrato generalmente nelle forme di realizzazione in riferimento alle figure da 2 a 3, il primo telaio 101 includente il primo elemento di attacco 111 è accoppiato al primo componente girevole 401 che definisce il componente di uscita 440 del gruppo ingranaggio 40. In una forma di realizzazione, il primo componente girevole 401, che definisce, almeno in parte, l’albero di uscita 441, può essere accoppiato al primo telaio 101 tramite il primo elemento di attacco 111 e il gruppo cuscinetto 160. Come inoltre raffigurato in riferimento alle figure da 2 a 3, il secondo telaio 102 includente il secondo elemento di attacco 112 è accoppiato al secondo componente girevole 402 che definisce il componente di ingresso 460 del gruppo ingranaggio 40. In una forma di realizzazione, il secondo componente girevole 402, che definisce, almeno in parte, l’albero di ingresso 461, può essere accoppiato al secondo telaio 102 tramite il secondo elemento di attacco 112 e il gruppo cuscinetto 160.

In aggiunta, il secondo telaio 102 includente il terzo elemento di attacco 113 è accoppiato al componente di trasferimento di coppia 403. Come inoltre raffigurato in riferimento alla figura 2, il secondo telaio 102 includente il terzo elemento di attacco 113 è accoppiato al componente di trasferimento di coppia 403 includente il portasatelliti 453. In un’altra forma di realizzazione, come raffigurato in riferimento alla figura 3, il secondo telaio 102 includente il terzo elemento di attacco 113 è accoppiato al componente di trasferimento di coppia 403 includente l’ingranaggio a corona 451.

Facendo riferimento ancora alle figure da 2 a 3, il secondo telaio 102 può definire generalmente un telaio di attacco di ingresso. Il secondo elemento di attacco 112 può definire generalmente un elemento di attacco di ingresso che definisce una rigidezza Kingresso. Il secondo elemento di attacco 112 che definisce l’elemento di attacco di ingresso è accoppiato al componente di ingresso 460, come sopra descritto. Il primo telaio 101 può definire generalmente un telaio di attacco di uscita. Il primo elemento di attacco 111 può definire generalmente un elemento di attacco di uscita che definisce una rigidezza Kuscita. Il primo elemento di attacco 111 che definisce l’elemento di attacco di uscita è accoppiato al componente di uscita 440, come sopra descritto. Il terzo elemento di attacco 113 può definire generalmente un elemento di attacco di trasferimento di coppia che definisce una rigidezza K3 ed è accoppiato al componente di trasferimento di coppia 403 del gruppo ingranaggio 40 e al secondo telaio 102 che definisce il telaio di attacco di ingresso. La rigidezza Kuscita del primo elemento di attacco 111 che definisce l’elemento di attacco di uscita è uguale o inferiore al 10% della rigidezza K3 del terzo elemento di attacco 113 che definisce l’elemento di attacco di trasferimento di coppia. In diverse forme di realizzazione, un rapporto di rigidezza Kingresso/K3 è tra circa 0,5 e circa 2,0. In forme di realizzazione ancora diverse, il secondo elemento di attacco 112 che definisce l’elemento di attacco di ingresso, il terzo elemento di attacco 113 che definisce l’elemento di attacco di trasferimento di coppia e il secondo telaio 102 che definisce il telaio d’attacco di ingresso definiscono insieme una rigidezza complessiva superiore di almeno dieci volte alla rigidezza Kuscita del primo elemento di attacco 111.

Facendo riferimento ora alle figure da 4 a 5, sono fornite generalmente forme di realizzazione esemplificative del motore 10 in cui il primo componente girevole 401 definisce il componente di ingresso 460 del gruppo ingranaggio 40. Il componente di ingresso 460 può includere generalmente l’albero di ingresso 461, come descritto in riferimento alle figure da 2 a 3. Il componente di ingresso 460 può includere inoltre l’ingranaggio di ingresso 462. L’ingranaggio di ingresso 462 può definire l’ingranaggio solare 454, come descritto in riferimento alle figure da 2 a 3.

Il secondo componente girevole 402 definisce inoltre il componente di uscita 440 del gruppo ingranaggio 40. Il componente di uscita 440 può includere generalmente l’albero di uscita 441, come descritto in riferimento alle figure da 4 a 5. Il componente di uscita 440 può includere inoltre l’ingranaggio di uscita 442. In una forma di realizzazione, come raffigurato in riferimento alla figura 4, l’ingranaggio di uscita 442 può definire l’ingranaggio a corona 451, come descritto in riferimento alla figura 2. In un’altra forma di realizzazione, come raffigurato in riferimento alla figura 5, l’ingranaggio di uscita 442 può definire l’ingranaggio satellite 452, come descritto in riferimento alla figura 3.

Come mostrato generalmente nelle forme di realizzazione in riferimento alle figure da 4 a 5, il primo telaio 101 includente il primo elemento di attacco 111 è accoppiato al primo componente girevole 401 che definisce il componente di ingresso 460 del gruppo ingranaggio 40. In una forma di realizzazione, il primo componente girevole 401, che definisce, almeno in parte, l’albero di ingresso 461, può essere accoppiato al primo telaio 101 tramite il primo elemento di attacco 111 e il gruppo cuscinetto 160. Come inoltre raffigurato in riferimento alle figure da 4 a 5, il secondo telaio 102 includente il secondo elemento di attacco 112 è accoppiato al secondo componente girevole 402 che definisce il componente di uscita 440 del gruppo ingranaggio 40. In una forma di realizzazione, il secondo componente girevole 402, che definisce, almeno in parte, l’albero di uscita 441, può essere accoppiato al secondo telaio 102 tramite il secondo elemento di attacco 112 e il gruppo cuscinetto 160.

In aggiunta, il secondo telaio 102 includente il terzo elemento di attacco 113 è accoppiato al componente di trasferimento di coppia 403. Come inoltre raffigurato in riferimento alla figura 2 e alla figura 4, il secondo telaio 102 includente il terzo elemento di attacco 113 è accoppiato al componente di trasferimento di coppia 403 che definisce il portasatelliti 453. In un’altra forma di realizzazione, come raffigurato in riferimento alla figura 3 e alla figura 5, il secondo telaio 102 includente il terzo elemento di attacco 113 è accoppiato al componente di trasferimento di coppia 403 che definisce l’ingranaggio a corona 451.

Facendo riferimento ancora alle figure da 4 a 5, il primo telaio 101 può definire generalmente un telaio di attacco di ingresso. Il primo elemento di attacco 111 può definire generalmente un elemento di attacco di ingresso che definisce una rigidezza Kingresso. Il primo elemento di attacco 111 che definisce l’elemento di attacco di ingresso è accoppiato al componente di ingresso 460, come sopra descritto. Il secondo telaio 102 può definire generalmente un telaio di attacco di uscita. Il secondo elemento di attacco 112 può definire generalmente un elemento di attacco di uscita che definisce una rigidezza Kuscita. Il secondo elemento di attacco 112 che definisce l’elemento di attacco di uscita è accoppiato al componente di uscita 440, come sopra descritto. Il terzo elemento di attacco 113 che definisce un elemento di attacco di trasferimento di coppia, che definisce una rigidezza K3, è accoppiato al componente di trasferimento di coppia 403 del gruppo ingranaggio 40 e al secondo telaio 102 che definisce il telaio di attacco di uscita. La rigidezza Kingresso del primo elemento di attacco 111 che definisce l’elemento di attacco di ingresso è uguale o inferiore al 10% della rigidezza K3 del terzo elemento di attacco 113 che definisce l’elemento di attacco di trasferimento di coppia. In diverse forme di realizzazione, un rapporto di rigidezza Kuscita/K3 è tra circa 0,5 e circa 2,0. In forme di realizzazione ancora diverse, il secondo elemento di attacco 112 che definisce l’elemento di attacco di uscita, il terzo elemento di attacco 113 che definisce l’elemento di attacco di trasferimento di coppia e il secondo telaio 102 che definisce il telaio di attacco di uscita definiscono insieme una rigidezza complessiva superiore di almeno dieci volte alla rigidezza Kingresso del primo elemento di attacco 111 che definisce l’elemento di attacco di ingresso.

Forme di realizzazione della disposizione di attacco includente il primo telaio 101, il secondo telaio 102, il gruppo ingranaggio 40, e gli attacchi 111, 112, 113 generalmente qui mostrate e descritte possono essere prodotte usando uno o più metodi di fabbricazione noti nella tecnica come, ma non limitatamente a questi, tramite uno o più processi noti come fabbricazione additiva o stampa 3D, processi di lavorazione alla macchina, forgiatura, fusione, ecc., o combinazioni degli stessi, includenti componenti unitari o componenti multipli uniti insieme tramite un processo di unione (per esempio, saldatura, brasatura, adesivo, unione, ecc.) o dispositivi di fissaggio meccanici (per esempio, bulloni, dadi, viti, rivetti, tiranti, ecc.) o altri processi di giunzione. In alternativa, o in aggiunta, diversi componenti del motore 10 possono essere formati tramite un processo di rimozione del materiale, come, ma non limitatamente a, un processo di lavorazione alla macchina (per esempio, taglio, fresatura, smerigliatura, alesatura, ecc.). Inoltre, il motore 10, o porzioni di esso, può essere costituito da uno o più materiali idonei per motori a turbina a gas, inclusi materiali appropriati per definire le rigidezze desiderate K1, K2, K3, Kingresso e Kuscita, come qui descritto. Tali materiali possono includere, ma non sono limitati a, acciaio e leghe di acciaio, nichel e leghe a base di nichel, alluminio e leghe di alluminio, titanio e leghe di titanio, materiali a base di ferro, materiali compositi (per esempio, materiali CMC, MMC, PMC, ecc.) o combinazioni degli stessi.

Questa descrizione scritta usa degli esempi per descrivere l’invenzione, inclusa la modalità migliore, e anche per permettere a qualsiasi persona esperta nella tecnica di realizzare l’invenzione, incluso realizzare e usare qualsiasi dispositivo o sistema ed eseguire qualsiasi metodo incorporato. L’ambito di protezione brevettabile dell’invenzione è definito dalle rivendicazioni e può includere altri esempi che si presentano agli esperti nella tecnica. Tali altri esempi sono intesi essere all’interno dell’ambito di protezione delle rivendicazioni se essi includono elementi strutturali che non differiscono dal linguaggio letterale delle rivendicazioni o se essi includono elementi strutturali equivalenti con differenze non sostanziali dal linguaggio letterale delle rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1.- Motore a turbina a gas (10), il motore (10) comprendendo: - un primo telaio (101) comprendente un primo elemento di attacco (111) che definisce una rigidezza K1; - un secondo telaio (102) comprendente un secondo elemento di attacco (112) che definisce una rigidezza K2 e un terzo elemento di attacco (113) che definisce una rigidezza K3; e - un gruppo ingranaggio (40) comprendente un primo componente girevole (401), un secondo componente girevole (402) e un componente di trasferimento di coppia (403), in cui il primo elemento di attacco (111) è accoppiato al primo componente girevole (401), e in cui il secondo elemento di attacco (112) è accoppiato al secondo componente girevole (402), e in cui il terzo elemento di attacco (113) è accoppiato al componente di trasferimento di coppia (403), e in cui, inoltre, la rigidezza K1 è inferiore o uguale al 10% della rigidezza K3. 2.- Motore (10) della rivendicazione 1, in cui un rapporto di rigidezza K2/K3 è maggiore di circa 0,5 e inferiore a circa 2,0. 3.- Motore (10) di una qualsiasi delle rivendicazioni 1 e 2, in cui il primo componente girevole (401) del gruppo ingranaggio (40) comprende un componente di ingresso (460) che fornisce la coppia al gruppo ingranaggio (40). 4.- Motore (10) della rivendicazione 3, in cui il secondo componente girevole (402) del gruppo ingranaggio (40) comprende un componente di uscita (440) che riceve la coppia dal primo componente girevole (401) tramite il componente di trasferimento di coppia (403). 5.- Motore (10) di una delle rivendicazioni 1 o da 2 a 4, in cui il secondo componente girevole (402) del gruppo ingranaggio (40) comprende un componente di ingresso (460) che fornisce la coppia al gruppo ingranaggio (40). 6.- Motore (10) della rivendicazione 5, in cui il primo componente girevole (401) del gruppo ingranaggio (40) comprende un componente di uscita (440) che riceve la coppia dal secondo componente girevole (402) tramite il componente di trasferimento di coppia (403). 7.- Motore (10) di una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui il gruppo ingranaggio (40) definisce un gruppo ingranaggio epicicloidale. 8.- Motore (10) della rivendicazione 7, in cui il componente di trasferimento di coppia (403) del gruppo ingranaggio (40) comprende un ingranaggio a corona (451) o un portasatelliti (453) generalmente stazionario rispetto a una linea centrale di gruppo ingranaggio (13) definita attraverso un componente di ingresso (460). 9.- Motore (10) di una delle rivendicazioni 7 o 8, in cui il componente di ingresso (460) comprende un ingranaggio solare (454). 10.- Motore (10) di una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 9, in cui il gruppo ingranaggio (40) comprende un componente di uscita (440) comprendente un ingranaggio satellite (452) girevole attorno a una linea centrale di gruppo ingranaggio (13) definita attraverso un componente di ingresso (460). 11.- Motore (10) di una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, comprendente inoltre: - una sezione di turbina (31) accoppiata al gruppo ingranaggio (40), in cui la sezione di turbina (31) fornisce una forza motrice per far ruotare il primo componente girevole (401) e il secondo componente girevole (402). 12.- Motore (10) della rivendicazione 11, comprendente inoltre: - un gruppo ventola (14) accoppiato al gruppo ingranaggio (40), in cui il gruppo ventola (14) riceve la forza motrice dal primo componente girevole (401) e dal secondo componente girevole (402). 13.- Motore (10) di una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12, in cui il motore (10) definisce una configurazione a turboventola, turboalbero o turboelica. 14.- Motore (10) di una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 13, in cui il primo elemento di attacco (111) è accoppiato al primo componente girevole (401) tramite un gruppo cuscinetto (160). 15.- Motore (10) della rivendicazione 14, in cui il secondo elemento di attacco (112) è accoppiato al secondo componente girevole (402) tramite il gruppo cuscinetto (160).