DE1299944B

DE1299944B - Brennstoffversorgungsvorrichtung an einem Gasturbinentriebwerk fuer Flugzeuge

Info

Publication number: DE1299944B
Application number: DER34283A
Authority: DE
Inventors: Haskins Bernard John Alvaston
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1962-01-30
Filing date: 1963-01-21
Publication date: 1969-07-24
Also published as: GB937631A; US3181565A

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffversorgungsvorrichtung an einem Gasturbinentriebwerk für Flugzeuge mit einem Zumeßventil und einem Absperrventil in einer von einem Brennstofftank zu den Brennern führenden Leitung und mit einem von einem Bedienhebel zum Zumeßventil führenden, eine Antriebswelle für dieses Zumeßventil umfassenden Gestänge.
Brennstoffversorgungsvorrichtungen dieser Bauart sind bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit dem Bedienungshebel für das Triebwerk neben dem Zumeßventil auch das Absperrventil zu betätigen, und zwar so, daß dessen Öffnungsbewegung nach einem Teilweg der Öffnungsbewegung des Zumeßventils zum Stillstand kommt. Dabei muß aber sichergestellt sein, daß das Absperrventil bei weiterer Öffnung des Zumeßventils nicht unbeabsichtigt wieder in die Schließstellung gelangen kann. Das Absperrventil soll also bereits im Anfangsbereich der Verstellung des Bedienungshebels voll geöffnet werden, während der Weiterbewegung dieses Hebels aber in seiner Endstellung verharren.
Zur Lösung dieser Aufgabe stehen dem Konstrukteur mehrere aus der Mechanik bekannte Mittel, wie Zahnstangen- und Kurvenscheibentriebe, zur Verfügung. Bei einem Gasturbinentriebwerk für Flugzwecke ist aber eine möglichst kompakte Anordnung anzustreben.
Es wurde daher ein für andere Zwecke in seinem Arbeitsprinzip bekannter Totgangmechanismus zur Lösung der gestellten Aufgabe derart angewandt, daß er eingangsseitig mit einem einzigen Bedienungshebel verbunden wurde und ein erstes totgangfreies und daneben ein totgangbehaftetes Stellglied aufweist.
Demgemäß besteht der Erfindungsvorschlag darin, daß als Verbindung zwischen dem Zumeßventil und dem Absperrventil ein Totgangmechanismus mit zwei Zahnsegmenten vorgesehen ist, deren eines auf der Antriebswelle des Zumeßventils sitzt und deren zweites auf einer Antriebswelle des Absperrventils sitzt, und daß an dem ersten Zahnsegment eine zu ihm konzentrische Nockenbahn und an dem zweiten Zahnsegment eine Rolle exzentrisch in solcher Lage angebracht ist, daß sie nach Eingriffslösung der Zahnsegmente an der Nockenbahn anliegt und eine unbeabsichtigte Zurückdrehung der Antriebswelle des Absperrventils verhindert.
Ein Verzahnungsgetriebe, dessen Zahnsegmente in einem ersten Drehbereichsabschnitt miteinander im Eingriff stehen und in einem zweiten Drehbereichsabschnitt voneinander getrennt sind, besteht beispielsweise aus einem ersten Zahnsegment mit geradliniger Verzahnung und einem zweiten Zahnsegment mit bogenförmiger Verzahnung.
Während die Rolle am zweiten Zahnsegment und die mit ihr zusammenwirkende Nockenbahn verhindern, daß das Absperrventil nach Lösung der Verzahnungen aus ihrem gegenseitigen Eingriff im Sinn einer Schließung verstellt wird, kann zusätzlich noch ein Anschlag vorgesehen sein, welcher verhindert, daß das Zumeßventil über seine der vollen Öffnung entsprechende Stellung hinaus verstellt wird.
Die Figuren erläutern ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
F i g. 1 ist ein schematisches Schaubild eines Brennstoffsystems für ein Gasturbinenstrahltriebwerk mit einem erfindungsgemäßen Totgangmechanismus; F i g. 2 ist ein vergrößerter Seitenriß eines Totgangmechanismus nach F i g. 1.
Die in der folgenden Beschreibung benützten Ausdrücke »links«, »rechts«, »im Uhrzeigersinn« und »im Gegenuhrzeigersinn« beziehen sich auf die Darstellungen in den Zeichnungen.
Eine Brennstoffanlage für ein Gasturbinenstrahltriebwerk umfaßt einen Brennstofftank 10 und eine Brennstoffleitung 11, durch welche der Brennstoff aus dem Tank 10 zu den Brennern 12 des Triebwerks strömt. Verbunden mit der Leitung 11 ist eine Brennstoffregelvorrichtung 13 mit einem Brennstoffzumeßventi114 und einem Absperrventil 15.
Das Zumeßventi114 steuert die Menge des zu den Brennern 12 strömenden Brennstoffs. Die Stellung des Zumeßventils kann durch nicht dargestellte Mittel selbsttätig nach Maßgabe von Betriebskennwerten des Triebwerks, z. B. des Drucks eines oder mehrerer Verdichter oder der Drehzahl, gesteuert werden.
Die Stellung des Zumeßventils 14 kann jedoch auch mittels einer Antriebswelle 16 verstellt werden, welche - in der Zeichnung schematisch dargestellt - mit dem Zumeßventil 14 durch ein Gestänge 17 verbunden ist.
Die Antriebswelle 16 ist durch eine Schubstange 20 über eine Kurbel 21 und eine Kurbel 22 mit einer Welle 23 verbunden, die durch den Brennstoffbedienhebe124 des Flugzeugführers gedreht werden kann.
Das Absperrventil 15 ist durch eine Stange 25 mit einer Abtriebswelle 26 verbunden. Auf der Antriebswelle 16 und auf der Abtriebswelle 26 sitzen Zahnsegmente 28, 27. Diese können erwünschtenfalls in einem nicht dargestellten Gehäuse untergebracht und an einem nicht dargestellten Kolben zur Verstellung der Einlaßleitschaufeln des Triebwerksverdichters befestigt sein.
Das Zahnsegment 27 (F i g. 2) ist ein längliches Zahnglied mit vier Zähnen 30, 31, 32, 33. Das Zahnsegment 28, das mit Schlüsselschlitzen 34 ausgestattet ist, hat vier Zahnlücken 35, 36, 37, 38, die mit den vier Zähnen 30, 31, 32, 33 kämmen. Das übersetzungsverhältnis der Zahnsegmente 27, 28 kann z. B. 105: 24 sein.
Auf dem Zahnsegment 28 ist exzentrisch eine Rolle 40 drehbar so gelagert, daß sie über den Umfang des Zahnsegments 28 hinausragt. Die Rolle 40 liegt mit dem linken Teil ihrer Oberfläche dicht neben der rechten Seite der Zahnlücke 38.
Auf der Antriebswelle 16 unmittelbar neben dem Zahnsegment 27 sitzt ein Nocken 41 mit Schlüsselschlitzen 42 (F i g. 2). Der Nocken 41 hat eine Oberfläche 43, die zylindrisch zur Achse der Antriebswelle 16 so angeordnet ist, daß die Rolle 40 auf dieser zylindrischen Fläche abrollen kann. An ihrem rechten Ende geht diese Fläche in eine Nockenbahn 44 über, welche so ausgebildet ist, daß durch Druck auf die Rolle 40 das Zahnsegment 28 vom Zahnsegment 27 gedreht wird.
Ein auf dem festen Aufbau 46 sitzender Anschlag 45 kann vom Gestänge 25 beaufschlagt werden und dient dazu, zu verhindern, daß die Abtriebswelle 26 über ihre Winkelstellung hinaus, in welcher sie von der Antriebswelle 16 angetrieben werden kann, im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird. Wenn der Brennstoffbedienhebel des Flugzeugführers in der Außerbetriebstellung nach F i g. 1 steht, nehmen die Zahnsegmente 27, 28 die Stellung nach F i g. 2 ein, in welcher der Zahn 33 in vollem Eingriff mit der Zahnlücke 38 steht. Wenn der Brennstoffbedienhebel24 in der Richtung des Pfeils 47 aus seiner Außerbetriebstellung bewegt wird, wird die Antriebswelle 16 im Uhrzeigersinn gedreht und das Zumeßventi114 langsam geöffnet. Außerdem sind die Zahnsegmente 27,28 anfänglich miteinander im Eingriff, so daß die Abtriebswelle 26 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird und das Öffnen des Absperrventils 15 bewirkt.
Während der ersten etwa 45° der Drehung des Zahnsegments 28 sind die Teile 27, 28 voll im Eingriff. Zwischen etwa 45 und 60° beaufschlagt bei der Drehung des Zahnsegments 28 der Zahn 30 die Zahnlücke 35, aber nicht mit der dem Zähnezahlverhältnis entsprechenden übersetzung.
Nachdem das Zahnsegment 28 durch etwa 60° gedreht worden ist, steht der Zahn 30 mit der Zahnlücke 35 nicht mehr im Eingriff, und die Nockenbahn 44 drückt auf die Rolle 40. Während der nächsten etwa 10° der Drehung des Zahnsegments 28 bewirkt die Drehung der Antriebswelle 16 die Drehung der Abtriebswelle 26 infolge des Zusammenwirkens zwischen der Nockenbahn 44 und der Rolle 40.
Nachdem jedoch das Zahnsegment 28 durch einen Winkel a = 70° gedreht worden ist (was infolge des übersetzungsverhältnisses zwischen den Zahnsegmenten 27, 28 nur einem Winkel von 171/2° der Umdrehung der Antriebswelle 16 entspricht), ist das Absperrventil 15 vollkommen geöffnet.
Nach Erreichen dieser Stellung kann der Brennstoffbedienhebel des Flugzeugführers in der Richtung des Pfeils 47 weitergedreht werden, um die Antriebswelle 16 beispielsweise um weitere 521/2° zu drehen. Diese weitere Drehung der Antriebswelle 16 bewirkt das progressive Öffnen des Zumeßventils 14, betätigt jedoch nicht das Absperrventil 15, da, wie durch die strichpunktierten Linien in F i g. 2 angedeutet ist, ein toter Gang dadurch vorgesehen ist, daß die Rolle 40 sich über die Bahn 43 des Nockens 41 abrollt.
Der Eingriff zwischen der Oberfläche 43 und der Rolle 40 verhindert die Drehung der Abtriebswelle 26 im Uhrzeigersinn und gewährleistet, daß das Absperrventil 15 offengehalten wird, wobei ein überdrehen der Abtriebswelle 26 im Gegenuhrzeigersinn durch den Anschlag 45 verhindert wird.
Wenn andererseits der Brennstoffbedienhebel des Flugzeugführers aus der voll geöffneten Stellung gegen seine Außerbetriebstellung zu bewegt wird, wird die Antriebswelle 16 im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Dies bewirkt die Schließbewegung des Zumeßventils 14, jedoch anfänglich nicht die Bewegung des Absperrventils 15, da die zylindrische Oberfläche 43 nur im Wälzeingriff mit der Rolle 40 steht.
Wenn jedoch die Antriebswelle 16 um einen genügenden Betrag im Gegenuhrzeigersinn gedreht ist, hebt sich die zylindrische Oberfläche 43 von der Rolle 40 ab. Der Zahn 30 tritt in die Zahnlücke 35 ein und beaufschlagt diese sofort infolge der 10-grädigen Drehung im Gegenuhrzeigersinn, welche das Zahnsegment 28 während des Eingriffs der Nockenbahn 44 mit der Rolle 40 ausgeführt hat.
Die weitere Bewegung des Brennstoffbedienhebels 24 gegen die Außerbetriebstellung bewirkt daher nun die Drehung der Antriebswelle 16 im Gegenuhrzeigersinn und (durch den Eingriff der Teile 27, 28) auch die Drehung der Abtriebswelle 26 im Uhrzeigersinn, so daß das Zumeßventil 14 und das Ab- sperrventil 15 gleichzeitig geschlossen werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Brennstoffversorgungsvorrichtung an einem Gasturbinentriebwerk für Flugzeuge, mit einem Zumeßventil und einem Absperrventil in einer von einem Brennstofftank zu den Brennern führenden Leitung und mit einem von einem Bedienhebel zum Zumeßventil führenden, eine Antriebswelle für dieses Zumeßventil umfassenden Gestänge, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung zwischen dem Zumeßventil (14) und dem Absperrventil (15) ein Totgangmechanismus mit zwei Zahnsegmenten (27, 28) vorgesehen ist, deren eines (27) auf der Antriebswelle (16) des Zumeßventils sitzt und deren zweites (28) auf einer Antriebswelle (26) des Absperrventils (15) sitzt, und daß an dem ersten Zahnsegment (27) eine zu ihm konzentrische Nockenbahn (43) und an dem zweiten Zahnsegment (28) eine Rolle (40) exzentrisch in solcher Lage angebracht ist, daß sie nach Eingriffslösung der Zahnsegmente (27, 28) an der Nockenbahn (43) anliegt und eine unbeabsichtigte Zurückdrehung der Antriebswelle (26) des Absperrventils (15) verhindert. z. Brennstoffversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Zahnsegment (27) eine geradlinige Verzahnung und das zweite Zahnsegment (28) eine bogenförmige Verzahnung besitzt. 3. Brennstoffversorgungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (45) vorgesehen ist, der eine Drehung der Antriebswelle (26) des Absperrventils (15) über die der vollen Öffnung des Absperrventils (15) entsprechende Stellung hinaus verhindert.