DE2323549C2

DE2323549C2 - Vorrichtung zum Anfahren eines von mehreren Triebwerken

Info

Publication number: DE2323549C2
Application number: DE2323549A
Authority: DE
Inventors: Reinhold 6375 Oberstedten Werner
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1973-05-10
Filing date: 1973-05-10
Publication date: 1982-02-25
Also published as: FR2228942A1; GB1474765A; US3983693A; DE2323549A1; FR2228942B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung /um Anfahren eines von mehreren Triebwerken eines Flugzeuges, mit einem Anfahrmotor, der über eine erste Überholkupplung, die den Anlaßmotor gegen Rückantrieb seitens der Triebwerke schützt, und ferner jeweils über ein füllungsgesteuertes hydrodynamisches Übertra* gUngselement mit jedem Triebwerk verbindbar ist, mit jeweils einer weiteren im Kraftfluß parallel /Mm hydrodynamischen Übertragungselement angeordnet ten Übefholkupplühg an jedem Triebwerk, die unabhängig von der Wirkung des hydrodynamischen Übertragungselements einen direkten Antrieb vom Triebwerk

aus ermöglicht, und mit einem Getriebe oder Vorgelege mit zumindest einer Kupplung, durch welches die Eingangswellen der hydrodynamischen Übertragungselemente auf Triebwerksgegenseite miteinander vers bindbar sind.

Eine derartige Vorrichtung ist durch die DE-OS 19 28 235 bekannt. Dabei werden die Triebwerke von einem Anlaßaggregat angelassen, das gleichzeitig während des Bodenbetriebes zum Antrieb der Vlughilfsgeräte, wie Generatoren, Hydraulikpumpen und dgl. dient. Während des Flugbetriebes übernehmen jedoch die Haupttriebwerke den Antrieb der Flughilfsgeräte. Das Anlassen der Triebwerke durch den Anlasser, z. B. eine bordeigene Hilfsgasturbine, vor dem Start des

'⁵ Flugzeuges wird durch Füllen der hydrodynamischen Übertragungselemente mit öl eingeleitet Die Leistung der Hilfsgasturbine ist dabei auf den Leistungsbedarf der Flughilfsgeräte und die Anlaßleist ung der Triebwerke abgestimmt. Die hydrodynamischen Übertragungselemente sind zweckmäßigerweise danach ausgelegt, etwa bei Staridrehzahi du Triebwerke das Aniaßdrehmoment übertragen zu können. Die Eingangsdrehzahl der hydrodynamischen Übertragungselemente, die durch entsprechende Übersetzung von der Hilfsturbine

-¹J eingestellt wird, entspricht dabei etwa der Startdrehzahl. Bei Ausfall eines Triebwerkes im fluge wird dieses bei inzwischen stillgesetzter Hilfsgasturbine durch Füllen seines entsprechenden Übertragungselementes von einem anderen Triebwerk angelassen. Die Betnebs-

^!0 drehzahl der Triebwerke liegt jedoch erheblich über ihrer Startdrehzahl. Infolge der gleichartigen Übertragungsstränge und der Bedingung des wechselseitigen Anlassens ist dadurch aber in diesem Fall die Eingangsdrehzahl des hydrodynamischen Übertragungselementes gleich der Betriebsdrehzahl eines Triebwerkes. Die Leistungsaufnahme steigt dabei entsprechend den bei Strömungsmaschinen gehenden Gesetzen mit der 3. Potenz der Drehzahl an. Dies hat zur Folge, daß zum einen die mechifi sehen Anmebstei·

·"' Ie überdimensioniert werden müssen und sowohl das zu startende als auch das andrehende Triebwerk unerwünscht hoch belastet werden und daß zum anderen keine geeignete Auslegung für die hydrodynamischen Übertragungselemente möglich ist. da bei Auslegung

⁴^ nach der .Startdrehzahl beim Start im Flug eine übermäßige Ölaufheizung erfolgt.

Durch die IiS-PS 36 62 554 ist eine Anlaßvorrichtung für Gasturbinentriebwerke bekannt, bei der eine Hilfsgasturbine zugleich dem Antrieb von Hilfsaggrega-

'° ten dient, die direkt mit ihr gekoppelt sind. Zum Vermeiden einer Drehzahldrückung dieser Hilfsaggre- £,ate beim Anfahren eines Haupttriebwerkes mittels der Hilfsgasturbine ist ein Differentialgetriebe vorgesehen, an dessen Mittelabtrieb die Anlaßwelle des Hauptineb-

" Werkes angekuppelt ist. während d.e Differentialaus gange zum einen mit der Hilfsgasturbine und den Hilfsaggrcgaten und zum anderen mit einer Zahnradpumpe verbunden sind. Die.e fordert hierbei im Kurzschluß oder zum Anfahren des Haupttriebwerks gegen ein ainehmend schließendes Druckhalteventil, wobei sie durch allmähliches Abbremsen des angetriebenen Differentialausgangs ein zunehmendes Moment auf den Mittelabtrieb des Differentials bringt. Die Zahnradpumpe mit dem Druckhalteventil dient hierbei ausschließlich als Bremse für den zweiten Differential· ausgang, Wobei ein bestimmter Energieanteil der Hilfsgasturbinenleistung in außerordentlich nachteiliger Weise in Wafiile umgewandelt wird. Mit der Wirkungs-

weise fiillungsgeregelter hydrodynamischer Übertragungselemente ist eine solche Anordnung nicht vergleichbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Anfahren eines von mehreren Triebwerken eines Flugzeuges vorzuschlagen, die bei angemessener Dimensionierung aller Obertragungsteile, insbesondere der hydrodynamischen Übertragungselemente, ein⁰./! für alle Antriebsteile einschl. der Triebwerke schonenden Anfahrvorgang, sowohl beim Anfahren einzelner Triebwerke durch den Anlasser als auch beim wechselseitigen Anfahren eines stehenden durch ein laufendes Triebwerk, ermöglicht und dies bezüglich der laufenden Triebwerke für jede Drehzahl, z. B. Leerlaufdrehzahl am Boden oder Betriebsdrehzahl im Fluge, sicherstellt

Die Lösung hierfür besteht dann, daß zur Füllung der hydrodynamischen Übertragungselemente zumindest eine von den Triebwerken oder dem Anfahrmoior angetriebene Füllpumpe vorgesehen ist. in deren Druckleitung eine Steuereinrichtung angeordnet ist, die beim Überschreiten einer vorgebbaren Drehzahl der Eingangswelle auf Triebwerksgegenseite de? angetriebenen hydrodynamischen Übertragungselementes einen Teil der Füllflüssigkeit absteuert.

Vorrichtungen zur Änderung der Füllung von durchflossenen Strömungskupplungen sind bei Kraftfahrzeugen durch die DE-PS 8 35 8B9 bekannt. Die bekannte Vorrichtung dient da/u, das übertragbare Moment während des Anfahrens bei großem Schlupf herabzusetzen und bei geringem Schlupf und größerer Drehzahl zu erhöhen. Das geschieht dadurch, daß die Förderleitung einer Füllpumpe von einem Regelventil beherrscht wird, dessen axial beweglicher Kolben an einer Stirnseite durch eine Feder belastet und an der anderen Stirnseite von dem Druckmittel einer zusätzlichen Drehzahlmeßp'impe beaufschlagt wird.

Durch die e^rfindungsgernäße Anordnung erreicht man hingegen.daß die Leistungsaufnahme der hydrodynamischen übertragungselemente bei höheren Drehzahlen während des Flugbetriebes auf zulässige Werte begrenzt bleibt. Das ist möglich, indem r.-.an nur eine geringe Leistungssteigerung von einer vorgebbaren Drehzahl an zuläßt oder die Rege'ung so auslegt, daß die Leistungsaufnahme von einer vorgebbaren Drehzahl an konstant bleibt oder kleiner wird.

Die vorgeschlagene Regelung kann in vorteilhafter Weise dadurch verwirklicht werden, daß eine von den Triebwerken oder dem Anlasser angetriebene Verdrängerpumpe als FullpuTipe fur die hvdrodynamischen Übertragungselemente dient und die Füllflüssigkeil über ein Regelventil zu den hydrodynamischen Übertragungselementen fordert, wobei das Regelventil aus einem federbelas'eten. in einem Steuer/ylinder ;imjI beweglichen Steuerkolben besteht, dessen cno Stirnsei-Ie entgegen der Federkraft mit der Füllflüssigkeit beaufschlagt wird und über eine Drosselstelle und Steuerschht/e mit einer Zuführungsleitung /u den hydrodynamischen I Ibertragungselenienten bzw mit einer Rucklaufleitung /.u einem Tank ν ei bindbar isu Die von den Triebwerken bzw. dem Anlasser angetriebene Verdrängerpumpe erzeugt einen drehzählabhängigen Volumenstrom, der über das Regelventil den hydrodynamischen Übertragungselementen ztiflieUl. Mit zunehmender Drehzahl und ansteigendem Volumenstrorr: nimmt der Widerstand an der Drosselstelle zu. bis der Steuerschieber entgegen der Federkraft axial so weil Verschoben wird, daß die Steuerschlitze eine Rücklaufleitung aufsteuern und ein Teil des Volumenstroms zum Tank zuruckgeleitet wird, während der Steuerschieber die Zuführungsleitung teilweise überdeckt, so daß nur ein Teil den hydrodynamischen Übertragungselementen *· zugeführt wird. Durch die Abstimmung der Feder und der Drosselstelle aufeinander und die Lage der Steuerschlitze zueinander kann die Drehzahl vorgegeben werden, bei der eine Absteuerung des Volumenstromes beginnt. Ferner ist dadurch auch die Menge des

in abgesteuerien Volumens veränderbar. Die Füllung der hydrodynamischen Übertragungselemente ergibt sich aus der Differenz der den Übertragungselementen zugeführten und den zu Kühlzwecken abströmenden Mengen.

i' Um den temperaturabhängigen Viskositätseinfluß der Füllflüssigkeit. z. B. des Öls, auszuschalten, wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß der Durchflußquerschnitt der Drosselstelle mit sinkender Temperatur der Füllflüssigkeit zunimmt. In einfacher Weise geschieht dies dadurch, daß :n Innenraum eines hohlen Steuerkolbens ein Drehschieber gelagert ist. der von einer Bimetallfeder gesteuert wird und die Drosselstelle mehr oder weniger überdeckt. Die Bimetallfeder ist dabei ebenfalls im Innenraurr. des

-ί Steuerkolbens angeordnet.

In den Zeichnungen sind Allsführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Abb. 1 zeigt eiien systematischen Aufbau einer erfindungsgemaßen Vorrichtung.

ⁱⁿ A b b. 2 zeigt ir; vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch ein Regelventil, das in der Vorrichtung nach A b b. 1 verwendet wird.

A b b. 3 zeigt einen Längsschnitt durch ein Regelventil entsprechend A b b. 2 in abgeänderter Ausführung

}"> Mit 1 und 2 sind zwei Flugzeugtriebwerke bezeichnet, die über hydrodynamische Wandler 3 und 4. Zahnräder 5 bis 8. Kupplungen 9 und 10 sowie Zahnräder 11 bis 1 3 mit einer Hilfsgasturbine 14 verbunden sird. Zum Schutz der Hilfsgasturbine gegen Überdrehzahl beim Antrieb durch die Triebwerke 1 und 2 ist das Zahnrad 13 rr.itels einer Uberholkupplung 15 mit der WHIe 16 verbunden. Weitere llberholkuppiungen 17 und 18 sind übertragungsmaß^ parallel zu den hydrodynamischen Wandlern 3 und 4 angeordnet und überbrücken diese.

wenn der Antrieb von den Triebwerken aus erfolut.

Mit den Wellen 19 und 20. auf denen die Zahnräder 7 und 8 angeordnet sind, sind Fiillpumpen 21 und 22 der Verdrangerbauart gekuppelt, die über /ufuhrungslei tungen 23, 24 und Regelveniilcn 25, 26 ein Arbeitsmedi-

■>" um. /. B. Hydrauliköl in die hydrodynamischen Wandler 3 und 4 fördern. Die Fiillpumpen 21 und 22 werden durch die gezeigten An'riebselemente entweder von der 1 li!'- j.·.".turbine 14 odci den Triebwerken 1 b/w. 2 angetrieben und liefern dementsprechend einen dreh-

>■ zahlabhcingigen Volumenstrom. Die vichäuse der hydrodynamischen Wandler 3 und 4 weisen Bohrungen 27 und 28 auf. durch die d.is Arbeitsmedium /um Tank zurückfließt. De Füllung dir hvdrodynamischen Wand Ic 3 und 4 w ird durch die I Wfercn/ der /ugefuhrten und

^hn abgeführten rulinus.Mgkeitsm.cnge bestimmt, wobei die zugeführte Menge durch die Regelventile 25 und 26 bestimmt wird.

Aus A b h. 2 sind Einzelheiten der Regelventile 25 und 26 gleicher Bauart zu entnehmen. In einem Gehäuse 27

^M befindet sich in einer Bohrung 28 eine Büchse 29, die am Umfang Steueröffnungen 30 und 31 aufweist und gemeinsam mit der Bohrung 28 durch einen Deckel 32 verschlossen ist. In der Büchse 29 ist axial verschiebbar

ein hohler Steuerkolben 33 geführt, der sich gegenüber dem Deckel 32 über eine Feder 34 abstützt und an einem Anschlag 35 der Büchse 29 anliegt. Das Arbeitsmittel wird den Regelventilen 25 und 26 von den Füllpumpen 21 und 22 über einen Kanal 36 zugeführt und beaufschlagt die von der Feder 34 abgewandte Stirnseite 37 des Steuerschiebers 33. In der Stirnseile 37 ist eine Drosselstelle in Form einer Drosselbohrung 38 vorgesehen, die den Gehäuseraum 39 vor dem Steuerkolben 33 mit dem Innenraum 40 des hohlen Steuerkolbens 33 verbindet. Am Umfang des Steuerkolbens 33 sind Steuerschlitze 41 angeordnet, die mit den Steüeföffnuhgeh 30 und 31 zusammenarbeiten. Die Steueröffnungen 30 und 31 führen zu Ringräumen 42 und 43, an die sich Rückführungsleilungen 44 zum nicht näher dargestellten Tank bzw. die Zuführungsleitung 45 zu den hydrodynamischen Wandlern 3 und 4 anschließen. An der Zuführungsleitung 45 ist ein Druckbegrenzungsventil 46 vorgesehen.

Die Regelventile arbeiten folgenderweise:
Durch den Kanal 36 strömt das Arbeitsmedium, das in einem drehzahlabhängigen Volumenstrom von den Füllpumpen 21 bzw. 22 gefördert wird in den Raum 39 und beaufschlagt die Stirnseite 37 des Steuerkolbens 33. Von dort aus fließt es durch die Drosselbohrung 38, die Steuerschlitze 41, die Steueröffnungen 31, den Ringraum 43 und die Zuführungsleitung 45 zu den hydrodynamischen Wandlern 3 bzw.4. Die A b b. 2 zeigt die Normalstellung des Steuerkolbens 33. Mit steigendem Volumenstrom vergrößert sich der Druckabfall an der Drosselbohrüng 38, so daß der Steuerkolben 33 entgegen der Federkraft nach links verschoben wird. Durch die Größe der Drosselbohrung 38 sowie der Kraft der Feder 34 kann die Drehzahl bestimmt werden, bei der sich der Steuerkolben 33 nach links bewegt.

Durch die Verstellung des Sleuprkolbcns 33 wird der Durchflußqucrschnitl der Steueröffnungen 31 verkleinert, während die Steueröffnungen 30 mit den Steuerschulden 41 in Verbindung treten und ein Teil des Volumenstroms durch die Sleueröffnungen 30, den

ίο Ringraum 42 und die Rückführungsleitung 44 zum nicht näher dargestellten Tank abgezweigt wird. Die zugeführte Füllflüssigkeitsmenge wird auf die aus den hydrodynamischen Wandlern abgeführte Füllflüssigkeitsmenge so abgestimmt, daß von einer bestimmten vorgebbaren Drehzahl an die Leistungsaufnahme der hydrodynamischen Wandler je nach den Erfordernissen langsamer ansteigt, konstant bleibt oder abnimmt.

Die Ausführung nach Abb.3 unterscheidet sich von der Ausführung nach Abb. 2 dadurch, daß im hohlen Steuerkolben 33 ein Drehschieber 47 gelagert ist, der einen Schlitz 48 aufweist und mit einer gewundenen Bimetallfeder verbunden ist. Diese verdreht den Drehschieber 47 in Abhängigkeit von der Temperatur derart, daß er die Drosselstelle 38 mit seinem Schlitz 48 mehr oder weniger aufsteuert. Bei niedrigen Temperaturen und hoher Viskosität der Füllflüssigkeit ist es erforderlich, daß die Drosselstelle 38 weiter geöffnet ist als bei höheren Temperaturen, wenn man erreichen will, daß der Einfluß der Viskosität auf die Leistungscha-

rakteristik der hydrodynamischen Übertragungselemente ausgeschaltet wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Anfahren eines von mehreren Triebwerken eines Flugzeuges, mit einem Anfahrmotor, der über eine erste Überhoikupplung, die den Anlaßmotor gegen Rückantrieb seitens der Triebwerke schützt, und ferner jeweils über ein füllungsgesteuertes hydrodynamisches Übertragungselement mit jedem Triebwerk verbindbar ist, mit jeweils einer weiteren im Kraftfluß parallel zum hydrodynamischen Übertragungselement angeordneten Überholkupplung, die einen direkten Antrieb vom Triebwerk aus ermöglicht, und mit einem Getriebe oder Vorgelege mit zumindest einer Kupplung, durch welches die Eingangswellen der hydrodynamischen Übertragungselemente auf Triebwerksgegenseite miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Füllung der hydrodynamischen Übertragungselemente (3,4) zumindest eine von den Triebwerken oder dem Anfahrmotor angetriebene Füiipumpe (21, 22) vorgesehen ist, in deren Druckleitung eine Steuereinrichtung (25, 26) angeordnet ist, die beim Überschreiten einer vorgebbaren Drehzahl der Eingangswelle auf Triebwerksgegenseite des angetriebenen hydrodynamischen Übertragungselements einen Teil der Füllflüssigkeit absteuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (25, 26) aus einem von einer Feder (34) belasteten, in einem Steuerzylinii-T (29) axial beweglichen hohlen Steuerkolben (33) besteht, desser eine Stirnseite (37) entgegen der Kraft der Feder (34) mit dem Druck der Füllflüssigkeit beaufschlagt -ird und bei dem der Gehäuseraum (39) im Steuerzylinder (29) an der Stirnseite (37) über eine Drosselstelle (38) mit dem Innenraum (40) des Steuerkolbens (33) in Verbindung steht und der Innenraurn seinerseits über Steuerschlitze (41) mit einer Zuführungsleitung (45) zu den hydrodynamischen Übertragungselementen (3, 4) und mit einer Rücklaufleitung (44) zu einem Tank verbindbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußquerschnitt der Drosselstelle (38) mit sinkender Temperatur der Füllflüssigkeit zunimmt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum (40) des Steuerkolbens (33) ein Drehschieber (47) gelagert ist. der von einer ebenfalls im Innenraum (40) angeordneten Bimetallfeder (49) gesteuert wird und die Drosselstelle (38) mehr oder weniger überdeckt.