DE1928660A1

DE1928660A1 - Zweiwellengasturbinentriebwerk

Info

Publication number: DE1928660A1
Application number: DE19691928660
Authority: DE
Inventors: Hagemeister Dipl-Ing Klaus
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH
Priority date: 1969-06-06
Filing date: 1969-06-06
Publication date: 1970-12-17
Also published as: US3703076A; GB1278854A; FR2030446A1

Description

^Wir 192866Q

M.A.N. TURBO GMBH.

München, den A-. Juni 1969

Zweiwellengasturbinentriebwerk

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zweiwellengasturbinentriebwerk, bestehend aus einem Gaserzeuger mit Verdichter und Verdichterturbine, aus einer unabhängig davon rotierenden Nutzturbine und einem Hauptgetriebe, wobei Gaserzeuger, Nutzturbine und Getriebe koaxial hintereinander geschaltet sind.

Es ist bekannt, bei Verwendung eines solchen Triebwerkes als Antriebsaggregat für Fahrzeuge den Verdichter zum Bremsen des Fahrzeuges heranzuziehen. Hierzu muß eine mechanische Verbindung zwischen dem Hauptgetriebe und dem Gaserzeugerläufer geschaffen werden. Bisher bekannte Vorrichtungen stellen diese Verbindung dadurch her, daß eine seitlich vom eigentlichen Triebwerk verlaufende Hilfswelle und eine schaltbare Kupplung angeordnet sind. Aus dieser Konstruktion ergeben sich jedoch verschiedene Nachteile, die vor allem darin bestehen, daß am Gaserzeuger ein Getriebe zur Verbindung mit der Hilfswelle vorgesehen werden muß, daß die seitliche Welle Einschränkungen für die Anordnung von Gehäusen' für Neb#naggrtgate, Gasführungen und Wärmetausehern ergibt und daß die

Montage des ganzen Triebwerkes kompliziert wird. Schließlich liegen auch die Herstellungskosten einer solchen Anordnung relativ hoch.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine mechanische Verbindung zwischen Gaserzeuger und Hauptgetriebe zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zur Ermöglichung eines Bremsbetriebes, vom Laufer des Gaserzeugers eine Zwischenwelle koaxial durch die hohl ausgebildete Nutzturbinenwelle bis zum Hauptgetriebe führt und zur Verbindung dieser beiden Aggregate eine Kupplung oder ein Getriebe mit zwischengeschalteter Kupplung angeordnet ist.

Außer der Vermeidung oben angeführter Nachteile bisheriger Lösungen macht diese erfindungsgemäße Anordnung eine günstige Ausgestaltung des Triebwerkes möglich, die darin besteht, daß Gaserzeuger, Nutzturbine und Getriebe jeweils als fertige unabhängige Baugruppen ausgeführt sind, die an Zentrierflanschen mit großen Durchmessern aneinandergefügt sind.

Diese Ausgestaltung wiederum bringt den Vorteil, daß Jede der drei Baugruppen für sich .gefertigt werden kann, wobei insbesondere die Läufer von Gaserzeuger und Nutzturbine vor dem Zusammenbau des ganzen Triebwerks in ihren Lagern ausgewuchtet werden können. Darüber

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hinaus "bringt eine solche Konstruktion die für die Verwendung von kompletten Baugruppen allgemein gültigen, bekannten Vorteile bei
Wartung und Reparatur.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung soll die Zwischenwelle mit dem Gaserzeugerrotor und dem Getriebe bzw. der Kupplung jeweils durch eine elastische Membran gekoppelt sein. Diese Membranen bestehen im wesentlichen aus zwei flanschähnlichen, mit Naben versehenen Scheiben mit zur Welle relativ großem Durchmesser, wobei die Scheiben an ihrem äußeren Rand fest miteinander verbunden sind, Die Enden der zu verbindenden. Wellen ragen in die Naben der Membran und sind dort drehfest gehalten. Auf Grund dieser Gestaltung ergibt sich große Steifigkeit gegen Torsionsbeanspruchung,
während Biegemomente eine verhältnissmäßig starke elastische Verformungen erzielen. Diese Membranen dienen dem Ausgleich von
FluGhtungsfehlern zwischen dem Gaserzeuger und der Getrie"- stelle. Sie sind einfach im Aufbau und arbeiten insbesondere im Gegensatz zu bekannten formschlüssigen Verbindungen wie zum Beispiel
Bogenzahnkupplungen verschleißfrei. Ein weiterer Vorteil dieser
elastischen Membranen besteht darin, daß auf .Grund ihrer großen
radialen Steifigkeit eine gute Zentrierung der Zwischenwelle möglich ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im
Längsschnitt dargestellt: Das Triebwerk mußte aus Platzmangel etwa in der Mitte geteilt werden."lig*2 zeigt den Gaserzeuger I des
Triebwerkes, IPig.1 zeigt die Nutzturbine mit angeschlossenem Ge-

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triebe. Fig.2 ist an Fig.1 axial anzuschließen. Ein Gaserzeuger I eine Nutzturbine II und ein Haupt getriebe III sind in Reihe angeordnet und an Zentrier flanschen 19, 20 miteinander verbunden. Der Gaserzeugerläufer 1 besteht aus einem Verdichterrad 2, einem Turbinenrad 3 und einer gemeinsamen Welle. Er ist mit dem Getriebe III über eine Zwischenwelle 4- gekoppelt, die durch eine hohle Welle 8 eines Nutzturbinenrotors 7 verläuft.

Die Welle 4 treibt auf der Getriebeseite ein Ritzel 5 Ausgleich von fluchtungsfehlern zwischen dem Gas er zeuger lauf er-1 und der Achse des Ritzels 5 ist die Zwischenwelle 4 beiderseits durch elastische Membranen 6 angeschlossen, die entsprechende Ausgleichsbewegungen ermöglichen. Aufgrund der großen radialen Steifigkeit der Membranen 6 erfährt die Zwischenwelle 4 dine gute Zentrierung.

Der Läufer der Nutzturbine II besteht im dargestellten Fall aus einem Turbinenrad 7 mit angeschweißter Hohlwelle 8 und ist in den w Lagern 10 und 11 gelagert. Am getriebeseitigen Ende der Nutzturbine II trägt der Rotor ein Abtriebsritzel 13.

Das Getriebe III besteht aus einem Nutzleistungsteil und Bremsleistungsteil. Beide Teile sind koaxial zur Abtriebswelle angeordnet, was jedoch nicht erfindungswesentlich ist. Die Abtriebswelle 15 ist in den Lagern 22, 23 im Gehäuse des Getriebes III gelagert. Im Nutzleistungsteil treibt das Ritzel 13 das Großrad 14 und damit die Abtriebswelle 15 an. Im Bremsleistungsteil

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treibt das Eitzel 5 das Großrad 16 an, welches in eigenen Lagern 17j 18 unabhängig von der Abtriebswelle 15 rotiert. Mit Hilfe der Kupplung 21 können die beiden Getriebezweige miteinander gekoppelt oder entkoppelt werden, so daß wahlweise vom Gaserzeuger I positive Leistung oder Bremsleistung auf die Abtriebswelle 15 des Triebwerkes übertragen werden kann.

Im Falle der Übertragung positiver Leistung von der Uutzturbine auf das Getriebe ist die Kupplung 21 ausgerückt, sodaß die Welle nur über das Zahnrad 14 und das Eitzel 13 mit der Welle 8 der Butzturbine gekoppelt ist.

Im Falle der Übertragung von Bremsleistung vom Getriebe III auf den Gaserzeuger I ist die Kupplung 21 eingerückt, sodaß die Welle 15 des Getriebes über das Zahnrad 16, das Eitzel 5 und die Welle mit dem Eotor 1 des Gaserzeugers I gekoppelt ist.

,tl?1969 008851/094

Claims

ba/fr

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M.A.IT. TURBO GMBH. (O

München, den 4. Juni 1969

^ - Patentansprüche

( 1. J2weiwellengasturbinentriebwerk bestehend aus einem Gaserzeuger mit Verdichter und Verdichterturbine, aus einer unabhängig davon rotierenden Nutzturbine und einem Hauptgetriebe, die koaxial hintereinander geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß, zur Ermöglichung eines Bremsbetriebes, vom Läufer (1) des Gaserzeugers eine Zwischenwelle (4) koaxial durch die hohl ausgebildete Hutzturbinenwelle (8) bis zum Hauptgetriebe (III) führt und zur Verbindung dieser beiden Aggregate eine Kupplung (21) oder ein Getriebe mit zwischengeschalteter Kupplung angeordnet ist.
2. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gaserzeuger (I), Nutzturbine (II) und Getriebe (III) jeweils als fertige Baugruppen ausgeführt sind, die an Zentrierflanschen (19,20) mit großen Durchmessern aneinandergefügt sind.

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3. Gasturbinentriebwerk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwelle (4) mit dem Gaserzeugerrotor (Ί) und dem Getriebe (III) bzw. der Kupplung jeweils durch eine elastische Membran (6) gekoppelt ist.

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