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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmierölversorgungsanlage für
Gasturbinentriebwerke mit einem ständig an die vom Triebwerk angetriebene Schmierölpumpe
angeschlossenen zylindrischen Anlaßschmierölbehälter, der einen vom Anlaßdruckmittel
verschiebbaren, ölpumpend wirkenden Kolben aufweist.
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Derartige unabhängig vom Antrieb der Maschine arbeitende Anlaßschmiervorrichtungen
sollen während des Anlaßvorgangs, wenn die von der Maschine selbst angetriebene
Schmierölpumpe noch nicht oder noch nicht ausreichend fördert, die Schmierung gewährleisten.
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Bei einer bekannten Anlaßschmiervorrichtung dieser Bauart, die insbesondere
zur Schmierung von Dieselmaschinen bestimmt ist, wird das Schmieröl aus dem Anlaßschmierölbehälter
durch den Kolben in das Schmierleitungsnetz gefördert, nachdem in vorbestimmter
Reihenfolge mehrere Ventile betätigt bzw. geöffnet worden sind, von denen eines
unmittelbar hinter dem Anlaßschmierölbehälter in die zum Schmierleitungsnetz führende
Leitung eingeschaltet ist. Dies bedingt eine relativ komplizierte Bedienung. Nach
Öffnung des Ventils in der Schmiermittelzuführleitung dauert es hierbei noch einige
Zeit, bis das Schmiermittel durch das Leitungssystem zu den zu schmierenden Stellen
unter dem erforderlichen Druck gelangt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schmierölversorgungsanlage
zu schaffen, die für Gasturbinentriebwerke geeignet ist und eine sofortige Schmierung
insbesondere der Getriebeteile zwischen Anlasser und Triebwerkswelle bei Beginn
des Anlaßvorgangs gewährleistet, wobei diese Schmierölversorgung selbsttätig beim
Anlassen ohne zusätzliche Bedienung erfolgt.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Schmierölversorgungsanlage
der eingangs genannten Bauart dadurch gewährleistet, daß der Anlaßschmierölbehälter
in eine auf die zu schmierenden Stellen gerichtete Leitung mündet, daß das Anlaßdruckmittel
zum Anlassermotor des Triebwerks durch eine mit einem Schaltventil versehene Leitung
und hinter den Kolben durch eine mit einem Schaltventil versehene Leitung geführt
wird und daß die Schaltventile durch ein Gestänge so verbunden sind, daß sie gleichzeitig
oder in bestimmtem zeitlichem Abstand geöffnet und gleichzeitig geschlossen werden.
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Durch diese Ausbildung wird gewährleistet, daß das Schmieröl unmittelbar
bzw. über einen kurzen Leitungsabschnitt direkt den zu schmierenden Stellen zugeführt
wird, wobei je nach den Erfordernissen durch die Gestängeverbindung der Schaltventile
das Schmieröl gleichzeitig mit Beginn des Anlaßvorgangs oder auch bereits vorher
zugeführt werden kann. Zur Bedienung ist dabei lediglich ein Anlasser zu betätigen,
wobei über das Gestänge selbsttätig die Hilfsschmiervorrichtung in der zeitlich
vorbestimmten Folge in Tätigkeit gesetzt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Anordnung
derart getroffen, daß die Schaltventile durch eine in der Abtriebswelle des Anlassermotors
angeordnete Fliehkraftkupplung geschlossen werden können.
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Der Kolben wird zweckmäßigerweise durch eine gegen das Anlaßdruckmittel
wirkende Feder beaufschlagt, so daß der Kolben schnell in seine Ausgangslage zurückkehrt,
sobald das Anlaßdruckmittel nicht mehr auf ihm lastet.
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Der Hilfsölbehälter, durch den das von der Schmierölpumpe im Betrieb
geförderte Schmiermittel hindurchfließt, ist somit ständig gefüllt und steht zur
Schmierung für den nächsten Anlaßvorgang sicher zur Verfügung. Dabei kann gemäß
einer Ausführungsform der Erfindung eine weitere Leitung im Nebenschluß zu dem Hilfsschmiermittelbehälter
geführt und direkt an die Schmiermittelpumpe angeschlossen sein. In diesem Fall
kann in der vom Anlaßschmierölbehälter auf die zu schmierenden Stellen gerichtete
Leitung ein Ventil angeordnet und mit dem Kolben derart verbunden sein, daß es bei
gefülltem Behälter geschlossen und bei entleertem Behälter offen ist.
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Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand
der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 einen Schnitt eines ersten
Ausführungsbeispiels einer Schmierölversorgungsanlage, F i g. 2 einen entsprechenden
Schnitt einer zweiten Ausführungsform.
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F i g. 1 zeigt ein Gasturbinentriebwerk, z. B. für den Vortrieb eines
Flugzeugs, das in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend den Verdichter, die Verbrennungsanlage
und die Turbine (diese Teile sind nicht dargestellt) enthält, wobei der Verdichter
und die Turbine auf einer Welle 10 sitzen.
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Das stromaufwärtige Ende der Welle 10 ist mit einer Hülse 11
verkeilt, die in einem Kugel- und Rollenlager 12,13 gelagert ist.
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Das stromaufwärtige Ende der Hülse 11 trägt ein Kegelrad 14, das mit
einem Kegelrad 15 kämmt, welches auf einer Hülse 16 sitzt, die in einem Lager
17 gelagert ist.
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Eine in einem Lager 21 gelagerte Welle 20 ist in der
Hülse 16 angeordnet und mit dieser verkeilt und ist auch mit einer Welle 22 antriebsmäßig
verbunden. Diese wird von einem Anlassermotor 23 über eine Fliehkraftkupplung 24
angetrieben. Diese Kupplung ist so konstruiert, daß bei Erreichen einer bestimmten
Drehzahl des Verdichters (und daher auch der Welle 22), bei der das Triebwerk von
selbst weiterläuft, die Fliehkraftkupplung 24 ausgekuppelt wird.
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Der Anlassermotor 23 hat einen Entleerungskanal 25, ist hydraulisch
betätigt und wird mit einem pneumatischen oder hydraulischen Anlaßdruckmittel von
einer nicht dargestellten Quelle über eine Druckleitung 26 beliefert, welche ein
Schaltventil 27 enthält.
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Ein zylindrischer ölbehälter 30 hat einen darin gleitend angeordneten
Kolben 31, der durch eine Feder 32 (in der Zeichnung) nach links gedrückt wird.
Die linke Seite des Kolbens 31 ist eingetieft und bildet eine Druckfläche 33, die
durch das Druckmittel über eine Druckleitung 34 beaufschlagt wird. Diese enthält
ein Schaltventil 35 und steht mit der Druckleitung 26 zwischen dem Anlassermotor
23 und dem Ventil 27 in Verbindung.
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Die Ventile 27,35 sind miteinander durch ein Gestänge 36 verbunden,
das zwei Stellungen einnehmen kann: In einer Stellung sind beide Ventile 27, 35
geschlossen, während sie in der zweiten Stellung beide offen sind. Wenn das Ventil
35 geschlossen ist, steht die Druckleitung 34 mit einer Entleerungsleitung
37 in Verbindung.
Das rechte Ende des Ölbehälters 30 hat einen Teil
40 mit kleinerem Durchmesser. Dieser Teil ist mit dem übrigen Teil des zylindrischen
Ölbehälters 30 durch eine Schulter 41 verbunden; der Kolben 31 wird durch
das die Druckfläche 33 beaufschlagende Druckmittel in Richtung auf die Schulter
41 gedrückt.
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Am Teil 40 mit kleinerem Durchmesser sind eine Ölleitung 42 und ein
Ölkanal 43 so angeordnet, daß sie bei allen Stellungen des Kolbens 31 miteinander
verbunden sind.
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Der Ölkana143 führt zu einem ölkana144, der ein Rückschlagventil 45
enthält und von einer nicht dargestellten, vom Triebwerk angetriebenen Pumpe kommt,
wobei das Rückschlagventil verhindert, daß Öl aus dem ölkana143 zur Ölpumpe strömt.
Das vom Ölbehälter 30 entfernt liegende Ende der Ölleitung 42 mündet bei
den Zahnrädern 14,15 in den Gehäuseinnenraum.
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Bei stillstehendem Triebwerk nehmen die Teile die Stellung nach F
i g. 1 ein; der Ölbehälter ist dann mit Öl gefüllt, die Ventile 27, 35 sind
geschlossen und die Entleerungsleitung 37 steht mit der Druckmittelleitung 34 in
Verbindung.
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Wenn das Triebwerk angelassen werden soll, wird das Gestänge so bewegt,
daß die Ventile 27, 35 geöffnet und die Entleerungsleitung 37 geschlossen
wird. Dies setzt den Anlassermotor 23 in Betrieb, der seine Drehbewegung über die
Welle 22 und die Zahnräder 14,15 auf die Welle 10 überträgt, so daß der Verdichter
und die Turbine in Drehung versetzt werden. Gleichzeitig fließt Druckmittel von
der Quelle durch die Druckmittelleitung 34 und beaufschlagt die Druckfläche 33.
Der Kolben wird hierdurch nach rechts gedrückt und drückt seinerseits Öl durch die
Ölleitung 42 auf die Räder 14, 15, so daß diese sofort geschmiert werden,
wenn der Anlassermotor 23 anläuft.
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Der Kolben 31 bewegt sich nach rechts gegen die Wirkung der Feder
32, bis er gegen die Schulter 41
anliegt. Durch diese Bewegung wird eine vorbestimmte
Menge von Öl durch die Ölleitung 42 gedrückt, wobei das Rückschlagventil45 verhindert,
daß Öl durch die Leitungen 43, 44 zur Ölpumpe zurückgedrückt wird.
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Wenn der Druck des von dieser Pumpe gepumpten Öls genügend angestiegen
ist, wird das Rückschlagventil45 durch den Öldruck geöffnet, worauf während der
Laufzeit des Triebwerks Öl von der Pumpe durch die Leitungen 44, 43, den Teil 40
und die Ölleitung 42 zu den Getrieberädern 14,15 gepumpt wird.
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Wenn der Anlassermotor 23 durch die Fliehkraftkupplung 24 ausgekuppelt
wird, bewegt sich das Gestänge 36 (automatisch durch nicht dargestellte Mittel),
so daß die Ventile 27,35 geschlossen werden und die Entleerungsleitung 37
mit der Druckmittelleitung 34 verbunden wird. Dann füllt sich der Ölbehälter 30
mit Öl, während das Druckmittel in der Druckmittelleitung 34 zur linken Seite des
Kolbens 31 über die Entleerungsleitung 37 nach außen abgeführt wird.
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Wenn das Triebwerk stillsteht, bilden der Ölkanal 43, der Teil
40 und die Ölleitung 42 ein einseitig verschlossenes U-förmiges Rohr,
so daß bei stehendem Triebwerk kein Öl aus der Leitung 42 auf die Zahnräder 14,15
tropfen kann.
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F i g. 2 zeigt einen im allgemeinen dem Aufbau nach F i g. 1 sehr
ähnlichen Aufbau, der deshalb nicht im einzelnen beschrieben wird. Teile, die denen
nach F i g. 1 entsprechen, sind durch dieselben Bezugszeichen mit dem Zusatz a gekennzeichnet.
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Im Aufbau nach F i g. 2 steht jedoch die Ölleitung 44 a mit dem Gehäuseinnenraum
der Getrieberäder 14 a,15 a auch durch eine direkte Ölleitung 50 in Verbindung.
Die Ölleitung 43 a enthält auch ein Rückschlagventi151, das den Fluß von Schmieröl
zur Ölpumpe verhindert, während der Kolben 31 a einen Ventilschaft 52 mit einem
Ventilkopf 53 trägt. Dieser sitzt auf einem Ventilsitz 54
auf, der
am Ende der Ölleitung 42 a neben dem Ölbehälter 30 a vorgesehen ist.
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Die Funktion dieses Aufbaus nach F i g. 2 ist dieselbe wie desjenigen
nach F i g. 1 und wird deshalb nicht näher beschrieben.
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F i g. 2 zeigt die Teile bei stehendem Triebwerk, wobei in dieser
Stellung der Ventilkopf 53 auf seinem Ventilsitz 54 aufsitzt.
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Wenn die Ventile 27 a, 35 a geöffnet werden, bewegt sich der
Kolben 31 a nach rechts, und der Ventilkopf 53 wird von seinem Sitz 54 abgehoben.
Drucköl strömt dann durch die Ölleitung 42 a und bewirkt das Schmieren der
Getrieberäder 14 a,15 a.
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Sobald die vom Triebwerk getriebene Ölpumpe in Betrieb tritt, wird
Öl durch die Ölleitungen 44 a und 50 zu den Zahnrädern 14 a,15 a gedrückt.
Wenn nun der Druck des von der Pumpe angelieferten Öls genügend angestiegen ist,
wird das Rückschlagventil 51 durch diesen Druck geöffnet. Es folgt daher
eine kurze Zeitspanne, während welcher ein Teil des von der Pumpe gelieferten Öls
durch die Leitung 50 und der andere Teil zu den Rädern 14 a,
15 a aber durch die Ölleitung 43 a, den Teil 40 a und
die Ölleitung 42 a fließt.
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Wenn der Anlassermotor stillsteht und ausgekuppelt ist und die Ventile
27 a, 35 a geschlosen sind, füllt sich der Ölbehälter 30 a mit Öl, bis der
Kolben seine linke Endstellung erreicht hat und der Ventilkopf 53 auf seinem Sitz
54 aufsitzt. Solange das Triebwerk läuft, strömt dann das ganze Öl zu den Getrieberädern
14 a,15 a durch die Leitung 50.
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Der Aufbau nach F i g. 2 hat gegenüber dem Aufbau nach F i g. 1 den
Vorteil, daß der ölfluß zu den Getrieberädern 14 a,15 a nicht unterbrochen
wird, wenn bei laufendem Triebwerk das Rückschlagventil 51 durch Versagen geschlossen
bleibt, während beim ersten Aufbau das Steckenbleiben des Rückschlagventils bei
laufendem Triebwerk den ölfluß zu den Getrieberädern 14 a,15 a unterbindet.