DE1456158B1 - Brennstoffregelvorrichtung für zwei oder mehrere, auf eine Abtriebswelle arbeitende Brennkraftmaschinen, insbesondere Gasturbinentriebwerke - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoff- zugsweise um die jeweilige Exzenterachse, schwenk-

regelvorrichtung für zwei oder mehrere, auf eine bar ist.

Abtriebswelle arbeitende Brennkraftmaschinen, ins- Bei einer Brennstoffregelvorrichtung nach der Erbesondere Gasturbinentriebwerke, von denen jede mit findung sind an sich einfache und bewährte Bauteile einem P-Regler als Drehzahlregler ausgerüstet ist, 5 verwendet, die in einem kompakten Aggregat zusamderen Wählhebel für den Drehzahl-Sollwert entweder mengesetzt sind, das beispielsweise im Führerstand durch Stellglieder in Abhängigkeit von der Lastvertei- eines Flugzeuges unterzubringen ist. Die beiden Wähllung auf die Einzeltriebwerke und der Wellendrehzahl hebel für den Drehzahl-Sollwert können eine gemeinin einer vorbestimmten Gesetzmäßigkeit selbsttätig same, gleichgerichtete Grundbewegung ausführen, der oder von Hand zu steuern sind. io Relativbewegungen der Wählhebel gegeneinander

Bei einer solchen vorgeschlagenen Anordnung wer- überlagert sind.

den bei selbsttätiger Steuerung die Wählhebel für den Um dem vor dem Anmeldetag bekanntgewordenen Drehzahlsollwert von dem einen Stellglied zu gleich- Stand der Technik Rechnung zu tragen, ist hierzu sinnigen Schwenkbewegungen veranlaßt, wenn die einerseits auf das deutsche Gebrauchsmuster Drehzahl der Abtriebswelle von der Solldrehzahl 15 1843 049 zu verweisen, aus dem zum Zweck der Anabweicht. Entsprechen dagegen die von den beiden gleichung der Drehmomenten-Kennlinien mehrerer, Brennkraftmaschinen abgegebenen Drehmomente auf eine gemeinsame Abtriebswelle arbeitender Annicht mehr einander, so werden die Wählhebel von triebsmaschinen ein jeder Maschine zugeordnetes, in dem anderen Stellglied zu einander entgegengesetzt Form eines Nockens ausgebildetes Stellglied entnehmgerichteten Schwenkbewegungen veranlaßt. Mit Hilfe 20 bar ist.

der weiteren von den Wählhebeln beeinflußten Teile Andererseits ist auf die deutsche Patentschrift

der Brennkraftmaschinen, wie Drehzahlreglern, Ein- 477 223 zu verweisen, durch welche das gegensinnige

spritzpumpen usw., wird dann der jeweilige Soll- und gleichsinnige Verstellen der Brennstoffzufuhr zu

betriebszustand beider Brennkraftmaschinen durch zwei oder mehreren Brennkraftmaschinen mittels

Änderungen der Brennstoffzuteilung wiederher- 25 eines um seine Längsachse drehbaren Wählhebels

gestellt. Dabei ist es auf Grund der Kennlinien von bekannt ist, wobei der Wählhebel mit auf seiner

Brennkraftmaschinen, insbesondere von Gasturbinen- Schwenkachse schwenkbar gelagerten Ubertragungs-

triebwerken in aller Regel erforderlich, daß sich zwei hebeln in lösbarem Eingriff steht.

Regelvorgänge überlagern. Entsprechen die Dreh- Die Kupplung zwischen den Wählhebeln und den

momente beider Maschinen bei einer bestimmten 30 Übertragungshebeln soll in weiterer Ausbildung des

Drehzahl einander, so entsprechen diese Dreh- Gegenstandes der Erfindung lösbar sein, um die

momente nicht mehr einander, wenn die Solldrehzahl Wählhebel unabhängig von den Übertragungsbebeln

nicht mehr eingehalten ist, und es ist ein regelnder schwenken zu können, was beispielsweise bei gegebe-

Eingriff für die Drehmomentregelung erforderlich. nen Betriebszuständen Aufgabe des Flugzeugfüh-

Für die Wählhebel bedeutet das, daß sie gleichgerich- 35 rers ist.

tete Bewegungskomponenten erhalten müssen, wäh- Um alle Bewegungen ohne die Gefahr eines Ver-

rend der Eingabe dieser gleichgerichteten Bewegungs- klemmens im Getriebe durchführen zu können, ist

komponenten aber auch einander entgegengerichtete dabei vorgesehen, daß die Wählhebel in sphärischen

Bewegungskomponenten erhalten müssen und sich Gelenken auf der Achse gelagert und dadurch

die tatsächlichen Bewegungen als die Resultierenden 40 senkrecht zu ihrer Schwenkrichtung einstellbar sind

aus beiden Bewegungskomponenten ergeben. und die Übertragungshebel in sphärischen Gelenken

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit einem von dem auf die Wellendrehzahl anspre-

Brennstoffregeleinrichtung für diesen Anwendungs- chenden Stellglied betätigten Kuppelglied gekuppelt

fall zu schaffen, die sich bei Anwendung einfacher, sind.

betriebssicherer Bauteile durch besonders exakte Ver- 45 In der konstruktiven Ausbildung des Nockentriebs

Stellbewegungen und eine kompakte, platzsparende sollen die Exzenter auf einer Hohlwelle angeordnet

Bauweise auszeichnet. sein, durch die die Achse zur Lagerung der Wählhebel

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungs- hindurchgeführt ist.

gemäß darin, daß die Wählhebel sowohl gleich- als Entsprechend den zu erwartenden Betriebsanfordeauch gegensinnig schwenkbar auf einer gemeinsamen 50 rungen können gleiche Exzenter angewendet werden, Achse gelagert und mit den Enden von den Stell- die auf der Hohlwelle mit bestimmter gegenseitiger gliedern zugeordneten Übertragungshebeln gekuppelt Verdrehung fest angeordnet sind. Sind jedoch erhebsind, die über einen Nocken, vorzugsweise Exzenter, lieh voneinander abweichende Betriebsbedingungen eines Nockentriebs auf der Achse gelagert sind, wobei zu erwarten, so können gleiche Exzenter auf der HoM-die Nocken in dem Maße in Umfangsrichtung gegen- 55 welle in Umfangsrichtung gegeneinander verstellbar einander versetzt sind, wie es die gegensinnigen angeordnet sein.

Schwenkbewegungen der Wählhebel erfordern, und Insbesondere im zuletzt genannten Fall kann es zur Erzeugung gegensinniger Bewegungskomponen- zweckmäßig sein, daß im Nockentrieb statt der Exten der Wählhebel das auf die Lastverteilung anspre- zenter Kulissenführungen vorgesehen sind, deren chende Stellglied den Nockentrieb um die Achse 60 Steine in Kulissen mit Abschnitten verschiedener dreht, während sich die Übertragungshebel an dem Kurvenneigungen geführt sind, wodurch in einigen dem Kupplungsende abgekehrten Ende am auf die Bewegungsbereichen der Wählhebel der gleichsinnige Wellendrehzahl ansprechenden Stellglied abstützen, Bewegungsimpuls, in anderen Bereichen der gegenwohingegen zur Erzeugung gleichsinniger Bewegungs- sinnige Bewegungsimpuls überwiegt bzw. in einigen komponenten der Wählhebel jeder Übertragungshebel 65 Bewegungsbereichen die Wählhebel gleich große, aber vom zuletzt genannten Stellglied um die von dem je- entgegengesetzt gerichtete, in anderen Bewegungsweiligen Nocken definierte Achse des vom zuerst ge- bereichen entgegengesetzt gerichtete, verschieden nannten Stellglied festgehaltenen Nockentriebs, vor- große Bewegungen ausführen.

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Die Kupplungen zwischen den Wählhebeln und welle der Brennkraftmaschinen von der Solldrehzahl, den Übertragungshebeln können in weiterer Aus- so spricht das Drehzahlstellglied 9 an und verstellt gestaltung der Erfindung Bolzen der einen Hebel auf- die beiden Ubertragungshebel 6, 7 bei feststehender weisen, die in Längsschlitze der anderen Hebel ein- Hülse 3. Es wird auf diese Weise über die beiden greifen und mit Bügelfedern in Richtung der Längs- 5 Wählhebel 16, 17 sowie über die Übertragungsschlitze verschieblich in diesen gehalten sind. gestänge 24, 25 eine gleichsinnige Verstellbewegung

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der der Drehzahlregler beider Brennkraftmaschinen und

Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt eine gleichsinnige Änderung der Maschinendrehzahl

F i g. 1 die perspektivische Darstellung der Anord- beider Brennkraftmaschinen veranlaßt, so daß die nung, ίο Drehzahl der Abtriebswelle wieder dem Sollwert zu-

Fig. 2 eine Ansicht der Anordnung nach Fig. 1 geführt wird,

mit einzelnen Teilen im Schnitt, Stellen die Drehmomentgeber beider Brennkraft-

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie ΙΠ-ΙΠ der maschinen eine unterschiedliche Drehmomentabgabe

F i g. 2, beider Brennkraftmaschinen fest, so spricht das Dreh-

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der 15 momentstellglied 10 an und veranlaßt eine Dreh-

Fig. 3. bewegung der Hülse3 gegenüber der Achse2 und

In dem Gehäuse 1 des Steuerpults der Antriebs- mit ihren Exzentern 4, 5 relativ gegenüber den Überanlage eines Flugzeuges ist eine Achse 2 gehalten. Auf tragungshebel 6, 7. Infolge der um 180° gegendieser Achse 2 ist drehbar eine Hülse 3 gelagert, die einander versetzten gleichen Exzenter 4, 5 schwenken an ihren beiden Enden zu zwei um 180° gegenein- 20 die beiden Übertragungshebel 6,7 um das Kuppelander versetzten Exzentern 4, 5 ausgebildet ist. Auf glied 8 um gleiche Beträge, jedoch in einander entjedem Exzenter ist ein zweiarmiger Übertragungs- gegengesetzten Drehrichtungen und veranlassen über hebel 6 bzw. 7 angeordnet. In den unteren Enden der die Wählhebel 16,17 sowie die Übertragungsgestänge beiden Übertragungshebel ist in sphärischen Lagern 24,25 die Drehzahlregler beider Brennkraftmaschinen ein Kuppelglied 8 gelagert, auf das das Drehzahlstell- 25 zu gegensinnigen Verstellbewegungen, so daß die glied 9 einwirkt. Ein Drehmomentstellglied 10 greift Drehmomentabgabe beider Brennkraftmaschinen an an einem einarmigen Hebel 11 bzw. Exzenter der die Abtriebswelle wieder aneinander angeglichen Hülse 3 an. Nahe den oberen Enden der beiden Über- werden.

tragungshebel 6,7 ist in diese jeweils ein Zapfen 12, Im praktischen Betrieb der Antriebsanlage eines 13 eingesetzt. Jeder Zapfen 12,13 ist in eine Aus- 30 Flugzeuges werden sich die beiden beschriebenen sparung 14,15 je eines Wählhebels 16 bzw. 17 ein- Regelvorgänge im allgemeinen ständig mehr oder zurasten. Die Aussparungen 14, 15 sind als Lang- weniger überlagern, so daß die beschriebenen Hebellöcher ausgebildet. Sind die beiden Zapfen 12, 13 bewegungen Komponenten einer Bewegungsresultiegleichzeitig oder unabhängig voneinander in die Aus- renden sind.

sparungen 14,15 eingerastet, so werden sie in dieser 35 Beide Wählhebel 16,17 sind unabhängig vonein-Stellung durch Bügelfedern 18,19 gehalten, die an ander oder gleichzeitig von den Übertragungshebeln den Wählhebeln 16,17 angebracht sind und in Ring- 6, 7 zu entkuppeln, so daß die Drehmomentregelung nuten der Zapfen 12,13 einrasten. Um das Kuppeln und die Drehzahlregelung der Abtriebswelle für eine und Entkuppeln zwischen den Ubertragungshebeln Brennkraftmaschine oder für beide Brennkraft-6, 7 und den Wählhebeln 16,17 bewirken zu können, 40 maschinen sowohl automatisch als auch von Hand ersind letztere schwenkbar auf je einem sphärischen folgen kann.

Lager 20, 21 der Achse 2 gelagert. Die beiden Wähl- Um unterschiedliche Betriebsverhältnisse berückhebel 16,17 sind als Winkelhebel ausgebildet, wobei sichtigen zu können, ist eine Verstellbarkeit der jeweils der eine Schenkel mit der Aussparung 14 bzw. Zylinder des Drehzahlstellgliedes 9 und des Dreh-15 versehen ist und der Handhabung durch den Flug- 45 momentstellgliedes 10 gegenüber dem Gehäuse 1 in zeugführer an den Enden 22, 23 dient, während die Richtung der jeweiligen Zylinderlängsachse voranderen Schenkel an die beiden Teile eines Über- zusehen.

tragungsgestänges 24, 25 angeschlossen sind, die zu Die als Langlöcher ausgebildeten Aussparungen je einem Drehzahlregler der beiden auf eine gemein- 14,15 der Wählhebel 16,17 gestatten die von der exsame Abtriebswelle arbeitenden Brennkraftmaschinen 50 zentrischen Lagerung der Übertragungshebel 6,7 herder Antriebsanlage führen. Die Verstellbewegung des rührenden Relativbewegungen der durch Einrasten mit seinem Zylinder gelenkig in dem Gehäuse 1 ge- miteinander verbundenen Hebel. Die doppelt so große lagerten, mit seinem Kolben auf das Kuppelglied 8 Relativbewegung beider Ubertragungshebel unterwirkenden Drehzahlstellgliedes 9 erfolgt in Abhän- einander wird am Angriffspunkt des Drehzahlstellgigkeit von dem Drehzahlgeber der gemeinsamen Ab- 55 gliedes 9 durch dessen sphärische Lagerung dadurch triebswelle der beiden Brennkraftmaschinen. Die Ver- aufgenommen, daß es beim Arbeiten des Drehstellbewegung des mit seinem Zylinder wiederum im momentstellgliedes 10 auf die Exzenterlagerung der Gehäuse 1 gelenkig gelagerten, mit seinem Kolben Übertragungshebel 6, 7 Kippbewegungen um die auf die Hülse 3 einwirkenden Drehmomentstellgliedes eigene Achse ausführt. Der Anschluß des Zylinders 10 erfolgt in Abhängigkeit von den Drehmoment- 60 des Drehzahlstellgliedes 9 am Gehäuse 1 erfolgt also gebern der beiden Brennkraftmaschinen. nicht nur in Richtung der Zylinderlängsachse ver-

Zur selbsttätigen Regelung beider Brennkraft- schieblich, sondern auch um den Aufhängungspunkt

maschinen sind die Zapfen 12,13 der Übertragungs- räumlich drehbar. Durch die sphärische Verbindung

hebel 6, 7 in die Aussparungen 14, 15 der beiden des Drehzahlstellgliedes mit den Ubertragungshebeln

Wählhebel 16,17 eingerastet, so daß die Wählhebel 65 6, 7 in den Verbindungslagern zwischen diesen Über-

16,17 und die Übertragungshebel 6, 7 miteinander tragungshebeln und dem Kuppelglied 8 bleiben die

gekuppelt sind. Ermittelt der Drehzahlgeber eine Ab- Lager der Übertragung frei von Axialkräften, was der

weichung der Drehzahl der gemeinsamen Abtriebs- Regelgenauigkeit zugute kommt.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Brenmtoffregelvorriehttmg für zwei oder mehrere, auf eine Abtriebswelle arbeitende Brennkraftmaschinen, insbesondere Gasturbinentriebwerke, von denen jede mit einem P-Regler als Drehzahlregler ausgerüstet ist, deren Wählhebel für den Drehzahl-Sollwert entweder durch Stellglieder in Abhängigkeit von der Lastverteilung auf die Einzeltriebwerke und der Wellendrehzahl in einer vorbestimmten Gesetzmäßigkeit Selbsttätig oder von Hand zu steuern sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählhebel (16,17) sowohl gleich- als auch gegensinnig schwenkbar auf einer gemeinsamen Achse (2) ge- tg lagert und mit den Enden von den Stellgliedern (9,10) zugeordneten Übertragungshebeln (6,7) gekuppelt sind, die über Nocken, vorzugsweise Exzenter (4, S), eines Nockentriebs (3) auf der Achse (2) gelagert sind, wobei die Nocken (Ex- so zenter 4, S) in dem Maße in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind, wie es die gegensinnigen Schwenkbewegungen der Wählhebel erfordern, und zur Erzeugung gegensinniger Bewegungskomporienten der Wählhebel das auf die as Lastverteilung ansprechende Stellglied (10) den Nockentrieb um die Achse (2) dreht, während sich die Übertragungshebel an dem dem Kupplungsende abgekehrten Ende (8) am auf die Wellendrehzahl ansprechenden Stellglied (9) ab- so stützen, wohingegen zur Erzeugung gleichsinniger Bewegungskomponenten der Wählhebel jeder Übertragungshebel vom zuletzt genannten Stellglied (9) um die von dem jeweiligen Nocken definierte Achse des vom zuerst genannten Stell- ss glied (10) festgehaltenen Nockentriebs, vorzugsweise um die jeweilige Exzenterachse, schwenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen (12 bis 15) zwischen den Wählhebeln (16,17) und den Übertragungshebeln (6,7) lösbar sind, um die Wählhebel unabhängig von den Übertragungshebeln von Hand schwenken zu können.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 and 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählhebel (16, 17) in sphärischen Gelenken (20,21) auf der Achse (2) gelagert und dadurch senkrecht zu ihrer Sehwenkrichtung einstellbar sind und die Übertragungshebel (6, 7) in sphärischen Gelenken mit einem von dem auf die Wellendrehzahl ansprechenden Stellglied (9) betätigten Kuppelglied (8) gekuppelt sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenter (4,5) auf einer Hohlwelle (3) angeordnet sind, durch die die Achse (2) zur Lagerung der Wählhebel (16,17) hindurchgeführt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß gleiche Exzenter (4,5) auf der Hohlwelle (3) mit bestimmter gegenseitiger Verdrehung fest angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß gleiche Exzenter (4,5) auf der Hohlwelle (3) in Umfangsrichtung gegeneinander verstellbar gelagert sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Nockentrieb an Stelle der Exzenter Kulissenführungen vorgesehen sind, deren Steine in Kulissen mit Abschnitten verschiedener Kurvenneigungen geführt sind, wodurch in einigen Bewegungsbereichen der Wählhebel der gleichsinnige Bewegungsimpuls, in anderen Bereichen der gegensinnige Bewegungsimpuls überwiegt bzw. in einigen Bewegungsbereichen die Wählhebel gleich große, aber entgegengesetzt gerichtete, in anderen Bewegungsbereichen entgegengesetzt gerichtete, verschieden große Bewegungen ausführen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß die Kupplungen zwischen den Wählhebeln (16,17) und den Übertragungshebeln (6_ä7) Bolzen (12,13) der einen Hebel (6,7) aufweisen, die in Längsschlitze (14,15) der anderen Hebel (16,17) eingreifen und mit Bügelfedern (18,19) in Richtung der Längsschlitze verschieblich in diesen gehalten sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen