DE4105666C2

DE4105666C2 - Bypassventilklappe

Info

Publication number: DE4105666C2
Application number: DE4105666A
Authority: DE
Inventors: Larry Wayne Stransky; Michael Allen Phillips
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1991-02-22
Publication date: 1993-12-16
Anticipated expiration: 2011-02-23
Also published as: GB2246169B; FR2664017A1; DE4105666A1; US5048286A; JPH06102991B2; CA2036813A1; GB2246169A; JPH04232343A; ITMI910516A0; IT1247260B; FR2664017B1; ITMI910516A1; GB9104170D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bypassventilklappe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Bypassventilklappe ist aus der DE 36 06 286 A1 bekannt.

Ein herkömmliches Turbofan-Gasturbinentriebwerk mit variablem Zyklus enthält ein Grund- oder Kerntriebwerk, das eine Fan oder Bläser antreibt, und hat einen Bypass- oder Bypasskanal, welcher das Grundtriebwerk umgibt und mit dem Fan in Strömungsverbindung steht. Ein herkömmliches Bypassventil ist an einem stromaufwärtigen Einlaßende des Bypasskanals angeordnet und ist in eine geschlossene Position verstellbar, in welcher es die Strömung aus dem Fan in den Bypasskanal unter gewissen Bedingungen auf der Flugleistungshüllkurve des Flugzeugs, welches durch das Triebwerk angetrieben wird, im wesentlichen blockiert und eine Strömung aus dem Fan in das Grundtriebwerk erlaubt. Das Bypassventil ist außerdem in eine offene Position verstellbar, in der es eine im wesentlichen unbehinderte Strömung aus dem Fan in den Bypasskanal erlaubt, damit ein Teil der Fanluft um das Grundtriebwerk herumgeleitet wird, während im übrigen Teil der Fanluft gestattet wird, während des Betriebes des Flugzeuges bei anderen Bedingungen auf der Flugleistungskurve durch das Grundtriebwerk hindurchgeleitet zu werden.

Herkömmliche Bypassventilvorrichtungen sind relativ komplex und werden gemäß vorbestimmten Plänen gesteuert, die dem Betrieb auf der Flugleistungshüllkurve des Flugzeugs entsprechen. Eine exemplarische herkömmliche Bypassventil vorrichtung umfaßt ein kreisförmiges Verschlußstück, das verschiebbar ist, um einen ringförmigen Einlaß in den By passkanal zu öffnen und zu schließen. Herkömmliche Gestänge und Servoventile werden benutzt, um das Verschlußstück zu verschieben, und sind mit dem Steuersystem des Triebwerks betriebsmäßig verbunden, damit sie auf die vorbestimmten Pläne (Programme) ansprechen, die in dem Steuersystem enthalten sind, um das Bypassventil bei verschiedenen Bedingungen auf der Flugleistungshüllkurve zu öffnen und zu schließen.

In der offenen Position muß das Bypassventil für eine im wesentlichen unbehinderte Strömung in den Bypasskanal sor gen, um Druckverluste zu reduzieren oder zu minimieren, welche die Leistung des Triebwerks verringern und das Kühl vermögen der Bypassluft, die durch den Bypasskanal geleitet wird, reduzieren könnten. Die Bypassluft wird üblicherweise benutzt, um den spezifischen Brennstoffverbrauch beim Rei seflug zu verbessern und stromabwärtige Teile des Trieb werks zu kühlen, z. B. einen herkömmlichen Schubverstärker und eine verstellbare Schubdüse, und alle Druckverluste aufgrund des Bypasskanals müßten kompensiert werden, übli cherweise durch erhöhen des Drucks in dem Bypasskanal, wo durch die Triebwerksleistung verringert würde. Außerdem muß das Bypassventil für eine im wesentlichen unbehinderte Strömung und einen glatten Übergang in den Bypasskanal sor gen, um jedweden Gegendruck an dem Fan zu verhindern oder zu minimieren, der den Strömungsabrißspielraum des Fan un erwünscht reduzieren würde.

Das Bypassventil in Form eines Betriebsartwählventils wird üblicherweise zwischen einer vollständig offenen Position und einer vollständig geschlossenen Position für Doppel- oder Einzelbypassbetrieb eines exemplarischen Doppelby passtriebwerks eingestellt. In alternativen Ausführungsfor men kann das Bypassventil darüber hinaus in Zwischenstel lungen dazwischen angeordnet werden, je nach dem, wie es bei einem besonderen Flugzeugtriebwerk erforderlich ist. Auf diese Weise kann das Bypass- oder Mantelstromverhält nis, das üblicherweise durch die Gesamttriebwerks luftströmung dividiert durch die Grundtriebwerksluftströmung dargestellt wird, während des Betriebes des Flugzeugtriebwerks verändert werden.

Da das Bypassventil zwischen offenen und geschlossenen Stellungen positionierbar ist zum Steuern der Luftströmung durch den Bypasskanal, ist es wünschenswert, nicht nur dadurch hervorgerufene Druckverluste zu senken, sondern auch für eine effektive Abdichtung mit benachbarten Strukturen auszubilden. Genauer gesagt, hat eine Bypassventilklappe typischer Weise bewegbare stromaufwärtige und stromabwärtige Enden, die neben feststehenden Strukturen positioniert werden, und deshalb erfordern sie wirksame Dichtungen zum Vermindern einer unerwünschten Leckage. Beispielsweise sollte die Klappe in ihrer Schließstellung die Luftströmung vorzugsweise vollständig absperren, und deshalb ist eine effektive Abdichtung der bewegbaren Enden wünschenswert zum Vermindern der Leckage.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bypassventilklappe der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Bypassventilklappe in ihrer Öffnungsstellung eine glatte Begrenzung mit minimalen aerodynamischen Verlusten und in ihrer Schließstellung eine gute Abdichtung zum Absperren der Luftströmung ausbildet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung und die durch sie erzielbaren Vorteile werden nun anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines mit Schubverstärker versehenen Turbofan- Gasturbinentriebwerks mit variablem Zy klus zum Antreiben eines Flugzeugs, das eine Bypassventilvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweist,

Fig. 2 eine perspektivische, schematische Dar stellung eines Teils der Bypassventilvor richtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine stromaufwärts gerichtete, perspektivi sche Ansicht eines Teils der in Fig. 2 gezeigten Bypassventilvorrichtung nach der Linie 3-3, welche die Bypassventil klappen in einer offenen Position zeigt,

Fig. 4 eine Ansicht des in Fig. 3 dargestellten Teils der Bypassventilvorrichtung, die die Bypassventilklappen in einer ge schlossenen Position zeigt,

Fig. 5 eine Längsschnittansicht eines Teils der in Fig. 2 gezeigten Bypassventilvorrich tung, die eine Einrichtung zum Betätigen der Bypassventilklappen zeigt,

Fig. 6 eine Längsschnittansicht der Bypassven tilvorrichtung nach der Linie 6-6 in Fig. 4,

Fig. 7 in Draufsicht einen Teil der Bypassven tilvorrichtung nach der Linie 7-7 in Fig. 3, wobei die Bypassventilklappen in der offenen Position gezeigt sind,

Fig. 8 in Draufsicht die in Fig. 4 gezeigte By passventilvorrichtung ähnlich der in Fig. 7 gezeigten Ansicht, wobei die Bypassven tilklappen in der geschlossenen Position gezeigt sind,

Fig. 9 eine Querschnittansicht des Betätigungs ringes, der in der Bypassventilvorrich tung benutzt wird, nach der Linie 9-9 in Fig. 7,

Fig. 10 in Draufsicht und teilweise im Schnitt eine Ansicht eines der Raumlenker, die in der Bypassventilvorrichtung benutzt wer den, welche z. B. in den Fig. 3 und 4 ge zeigt ist,

Fig. 11 eine Längsschnittansicht des Raumlenkers nach der Linie 11-11 in Fig. 10,

Fig. 12 eine Längsschnittansicht des in Fig. 11 dargestellten Raumlenkers, der in einer zusammengedrückten Position gezeigt ist,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht einer der Bypassventilklappen, die in der By passventilvorrichtung benutzt werden, welche z. B. in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, zusammen mit einem komplementären Teil des Rahmens,

Fig. 14 teilweise schematisch und in Draufsicht eine der Bypassventilklappen in einer An sicht ähnlich der beispielsweise in Fig. 7, wobei der Raumlenker der Übersicht lichkeit halber entfernt worden ist,

Fig. 15 eine kombinierte Querschnittansicht eines stromaufwärtigen Endteils einer der By passventilklappen und des komplementären Rahmens nach der Linie 15-15 in Fig. 13,

Fig. 16 eine Längsschnittansicht einer Bypassven tilvorrichtung gemäß einem zweiten Aus führungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 17 in Draufsicht einen Teil der Bypassven tilvorrichtung nach der Linie 17-17 in Fig. 16, und

Fig. 18 eine perspektivische Ansicht eines Teils des zweiten Ausführungsbeispiels der By passventilvorrichtung, die einen anderen Betätigungsring zeigt, der mit einer Bypassventilklappe verbunden ist.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Turbofan-Gasturbinentriebwerks 10 mit einem ringförmigen Einlaß 12 zum Empfangen von Umgebungs luft 14, an den sich ein herkömmlicher vorderer Fan 16, ein hinterer Fan 18 oder Niederdruckverdichter, ein Hochdruck verdichter 20, eine Brennkammer 22, eine Hochdruckturbine 24 und eine Niederdruckturbine 26 anschließen. Die Hoch druckturbine 24 treibt sowohl den hinteren Fan 18 als auch den Hochdruckverdichter 20 über eine herkömmliche erste Welle 28 an. Die Niederdruckturbine 26 treibt den vorderen Fan 16 über eine herkömmliche zweite Welle 30 an.

Das Triebwerk 10 hat weiter ein äußeres Gehäuse 32, das Ab stand von einem inneren Gehäuse 34 aufweist, um dazwischen einen her kömmlichen Bypass- oder Mantelstromkanal 36 zu bilden. Von dem äußeren Gehäuse 32 und der Nie derdruckturbine 26 aus erstreckt sich stromabwärts ein her kömmlicher Nachbrenner oder Schubverstärker 38, welcher ein herkömmliches Flammrohr 40 enthält, das von einem herkömm lichen, kreisringförmigen Nachbrennerkanal 42 umgeben ist.

Der Nachbrennerkanal 42 steht in Strömungsverbindung mit dem Bypasskanal 36, und ein herkömmlicher Mischer 44 ist dazwischen angeordnet, um einen Teil der Bypassluft 46, die durch den Bypasskanal 36 geleitet wird, mit Verbrennungsab gasen 48 zu vermischen, die aus der Niederdruckturbine 26 abgegeben werden, welche in den Nachbrenner 38 geleitet und über eine herkömmliche Schubdüse 50 mit veränderlicher Querschnittsfläche am stromabwärtigen Ende des Nachbrenners 38 abgegeben werden.

In diesem Ausführungsbeispiel ist das Triebwerk 10 ein Doppelbypasstriebwerk mit einem wahlweise vorhan denen, herkömmlichen Ventil 52, das in dem inneren Gehäuse 34 zwischen dem hinteren Fan 18 und dem Hochdruckverdichter 20 angeordnet ist, um einen Teil der Luft 14, die durch den hinteren Fan 18 strömt, während eines gewissen Betriebes des Triebwerks in den Bypasskanal 36 zu leiten. Das Ventil 52 kann auf herkömmliche Weise geöffnet oder geschlossen werden, je nach Bedarf, oder aber das Ventil 52 kann weggelassen werden, was eine kontinuierliche Strömung eines Teils der Luft 14 aus dem Raum zwischen dem hinteren Fan 18 und dem Hochdruckverdich ter 20 in den Bypasskanal 36 gestattet.

Das Triebwerk 10 ist herkömmlich, mit Ausnahme einer By passventilvorrichtung 54 gemäß einem bevorzugten, Ausführungsbeispiel der Erfindung, die zwischen dem vorderen Fan 16 und dem hinteren Fan 18 angeordnet ist. In Fig. 2 ist die Bypassventilvorrichtung 54 ausführlicher ge zeigt. Die Bypassventilvorrichtung 54 weist einen kreis ringförmigen Fanrahmen 56 auf, der ein Zwischengehäuse 58 und ein inneres Gehäuse 60 hat, welch letzteres in radialem Abstand innen von dem Zwischengehäuse 58 angeordnet ist, um einen ersten Kanal 62 zum Hindurchleiten der Luft 14 zu bilden. Der vordere Fan 16 hat mehrere herkömmliche Fan schaufeln 64, die auf herkömmliche Weise mit der zweiten Welle 30 verbunden sind, und mehrere herkömmliche Fanaus laßleitschaufeln 66, die in dem ersten Kanal 62 angeordnet sind, um das innere Gehäuse 60 an dem Zwischengehäuse 58 abzustützen und die Luft 14 durchzulassen.

Ein herkömmlicher, kreisringförmiger Strömungsteiler 68 ist auf herkömmliche Weise fest zwischen dem Zwischengehäuse 58 und dem inneren Gehäuse 60 durch mehrere gegenseitigen Um fangsabstand aufweisende Streben 70 befestigt, die sich zwischen dem Zwischengehäuse 58 und dem Strömungsteiler 68 erstrecken, wobei dieses Gehäuse und der Strömungsteiler einen zweiten Strömungskanal 72 oder Einlaß in den By passkanal 36 bilden. Der Strömungsteiler 68 ist auf her kömmliche Weise mit dem inneren Gehäuse 60 durch mehrere gegenseitigen Umfangsabstand aufweisende, herkömmliche Ein laßleitschaufeln 74 verbunden, die dazwischen einen dritten Strömungskanal 76 oder Einlaß in das Grundtriebwerk bilden. Der hintere Fan 18 des Grundtriebwerks enthält die Einlaß leitschaufeln 74 und mehrere herkömmliche, gegenseitigen Umfangsabstand aufweisende Laufschaufeln 78, die auf her kömmliche Weise mit der ersten Welle 28 verbunden sind. Der Strömungsteiler 68 hat eine Vorderkante 80, welche die Luft 14 in eine Bypassluftströmung 82, die in den zweiten Kanal 72 geleitet wird, und in eine Kernluftströmung 84, die in den dritten Kanal 76 geleitet wird, aufteilt.

Die Bypassventilvorrichtung 54 weist weiter eine kreisring förmige Öffnung 86 in dem Zwischengehäuse 58 auf, die dem Strömungsteiler 68 zugewandt ist. In der ringförmigen Öff nung 86 sind mehrere gegenseitigen Umfangsabstand aufwei sende Bypassventilklappen 88 angeordnet, die nachfolgend Kurzklappen genannt werden. In einem Ausführungsbeispiel sind zwölf Klappen 88 auf dem 360°-Umfang der Öffnung 86 angeordnet.

Der Rahmen 56 weist weiter ein äußeres Gehäuse 90 in radia lem Abstand außen von dem Zwischengehäuse 58 auf, zwischen denen ein Hohlraum 92 gebildet ist. Ein kreisringförmiger Betätigungsring 94 ist in dem Hohlraum 92 koaxial um eine Längsmittelachse 96 des Rahmens 56 und des Triebwerks 10 angeordnet. Gemäß der Darstellung in Fig. 3 weist jede Klappe 88 eine äußere Oberfläche 98 und ein stromaufwärti ges, erstes Ende 100 auf, das mit dem Rahmen 56 drehbar verbunden ist. An der äußeren Klappenoberfläche 98 ist an dem stromaufwärtigen Ende 100 ein Paar gegenseitigen Um fangsabstand aufweisender Gabeln 102 angeformt, die jeweils mit einem Scharnierträger 104 drehbar verbunden sind, z. B. durch eine Schraube, die sich durch den Scharnierträger und die Gabeln erstreckt, wobei der Scharnierträger mit dem Zwischengehäuse 58 fest verbunden ist. Herkömmliche Verbundbüchsen können zwischen den Schrauben und den komplementären Öffnungen in den Gabeln 102 und dem Scharnierträger 104 angeordnet sein, um die Reibung zu reduzieren, wenn sich die Klappe 88 relativ zu dem Scharnierträger 104 dreht. Eine gerade Scharnierachse 106 erstreckt sich durch die Mitten der Schrauben in den Gabeln 102, um eine Achse zu bilden, um die die Klappen 88 schwenkbar sind. Jede Klappe 88 weist weiter ein stromab wärtiges oder zweites Ende 108 auf.

Die Klappen 88 haben eine erste oder Öffnungsstellung, die in Fig. 5 mit ausgezogenen Linien dar gestellt ist und in der sie zu dem Zwischengehäuse 58 ins gesamt parallel sind, um einen im wesentlichen unbehinder ten Strom der Bypassluftströmung 82 in und durch den zwei ten Kanal 72 zu gestatten. Die Klappen 88 haben außerdem eine zweite oder Schließstellung die in Fig. 5 mit gestrichelten Linien dargestellt ist und in der das stromabwärtige Klappenende 108 an dem Strömungs teiler 68 angeordnet ist, um die Bypassluftströmung 82 aus dem ersten Kanal 62 im wesentlichen zu blockieren und deren Eintritt in den zweiten Kanal 72 zu verhindern, aber gleichzeitig zu gestatten, daß im wesentlichen die gesamte Luft 14 über den dritten Kanal 76 als Kernluftströmung 84 in das Grundtriebwerk gelangt.

Die Bypassventilvorrichtung 54 weist weiter mehrere Raum lenker 110 gemäß der Darstellung in Fig. 3 auf, die jeweils ein erstes, stromaufwärtiges Ende 112, das mit dem Ring 94 drehbar verbunden ist, und ein zweites, stromabwär tiges Ende 114 haben, das mit einer der Klappen 88 drehbar ver bunden ist. In diesem Ausführungsbeispiel gibt es zwölf Raumlenker 110, die den zwölf Klappen 88 zugeord net sind. Der Raumlenker 110 hat außerdem eine Längsmittel achse 116, die sich von dem ersten Ende 112 zu dem zweiten Ende 114 erstreckt. Einrichtungen 118 sind vorgesehen zum Drehen des Betätigungsringes 94 zwischen einer ersten Ring position und einer zweiten Ringposition. Die erste Ringpo sition entspricht der Öffnungsstellung der Bypassklappen in der jede Lenkerlängsachse 116 einen ersten Umfangsneigungswinkel α₁ gegen die Achse 96 hat. Die zweite Ringposition entspricht der Schließstellung der Bypassklappen in der die Lenkerlängsachse 116 einen zweiten Umfangsneigungswinkel α₂ gegen die Achse 96 hat, welcher kleiner als der erste Neigungswinkel α₁ ist, so daß der Lenker 88 die Klappe 88 um das stromaufwärtige Klappenende 100 und um die Scharnierachse 106 schwenkt, um die Klappe 88 in ihre Schließstellung zu bringen, die beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist.

Gemäß der Darstellung in Fig. 3 hat die Lenkerlängsachse 116 eine erste projizierte axiale Länge L₁ zwischen ihrem stromaufwärtigen und stromabwärtigen Ende 112 und 114 rela tiv zu der Rahmenmittelachse 96 in der offenen Klappenposi tion. Gemäß der Darstellung in Fig. 4 hat die Lenker längsachse 116 eine zweite projizierte axiale Länge L₂ re lativ zu der Rahmenmittelachse 96 in der geschlossenen Klappenposition. Jeder Lenker 110 ist zwischen dem Ring 94 und den Klappen 88 auf vorbestimmte Weise positioniert, so daß der zweite Neigungswinkel α₂ kleiner ist als der erste Neigungswinkel α₁, um eine Vergrößerung der projizierten axialen Länge, also L₂ größer als L₁ zu erzielen und Druck auf jede Klappe 88 auszuüben, um die Klappe 88 um die Scharnierachse 106 in ihre Schließstellung zu drehen. Da die axiale projizierte Länge L₂ größer als L₁ ist und da der Ring 94 nicht in der axialen Richtung verschoben wird, müssen sich die zweiten Lenkerenden 114 in stromabwärtiger Richtung bewegen, wodurch die Klappen 88 um die Scharnier achse 106 gedreht und in ihre Schließstellung gebracht werden. Gemäß der Darstel lung in Fig. 6 ist außerdem jeder Lenker 110 unter einem ersten radialen Neigungswinkel β₁ angeordnet, der die Nei gung der Lenkerlängsachse 116 relativ zu der Rahmenmittel achse 96 in radialer Richtung darstellt, wenn die Klappe 88 in der offenen Position ist. Wenn die Klappe 88 in der Schließstellung angeordnet ist, ist die Lenker längsachse 116 unter einem zweiten radialen Neigungswinkel β₂ angeordnet, der größer als der erste radiale Neigungs winkel β₁ ist. Die Lenkerlängsachse 116 kann am Anfang geneigt radial einwärts des Ringes 94 zu den Klappen 88 hin angeordnet werden, um die mechani sche Übertragung der Betätigungskräfte zum Schließen der Klappen 88 zu verbessern.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt der erste Umfangsneigungswinkel α₁ etwa 50°, der zweite Um fangsneigungswinkel α₂ etwa 0°, der erste radiale Neigungs winkel β₁ etwa 17° und der zweite radiale Neigungswinkel β₂ etwa 41°. Hier werden zwar die beiden Winkel α und β zum Beschreiben der Winkelposition des Lenkers 110 benutzt, die Position könnte jedoch auch durch andere Winkelvereinbarun gen beschrieben werden, zu denen ein einzelner Winkel ge hört, der eine Resultierende der beiden Winkel darstellt. In allen Fällen wird jedoch die projizierte Länge des Len kers 110 benutzt, um dessen relative Vergrößerung der Länge zwischen dem Ring 94 und der Klappe 88 zum Schließen der Klappe 88 und der relativen Verkleinerung der Länge zum Öffnen der Klappe 88 zu beschreiben.

Etwa 3° Drehung des Betätigungsringes 118 relativ zu der Rahmenmittelachse 96 (z. B. im Uhrzeigersinn) ergeben etwa 45° Drehung jeder Klappe 88 um die Scharnierachse 106 aus der Öffnungs- in die Schließstellung. Entspre chend werden durch das Drehen des Ringes 94 im Gegenuhrzei gersinn um etwa 3° die Klappen 88 aus der geschlossenen Po sition, die in Fig. 4 gezeigt ist, in die offene Position gebracht, die in Fig. 3 gezeigt ist. Demgemäß ist das Schwenken der Klappen 88 um die Scharnierachse 106 durch Drehen des Betätigungsringes 94, durch die Größe und die Po sitionierung des Ringes 94 der Raumlenker 110 und der Klap pen 88 steuerbar. Der Fachmann kann die Größe und die Posi tion dieser Elemente verändern, um die Größe des vollen Drehhubs der Klappen 88 um die Scharnierachse 106 und die entsprechende Drehung des Betätigungsringes 94 nach Bedarf zu verändern.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 5, 7 und 8 weist die Dreheinrichtung 118 vorzugsweise einen einzelnen herkömmli chen Drehstellantrieb 120 auf, um die Komplexität, das Ge wicht und den erforderlichen Raum zu minimieren. Der Drehstellantrieb 120 ist auf herkömmliche Weise fest an ei ner außeren Oberfläche 90a des äußeren Rahmens 90 ange bracht, beispielsweise mittels Schrauben. Der Stellantrieb 120 hat eine drehbare Stellantriebsstange 122, die sich durch eine komplementäre Öffnung in dem äußeren Gehäuse 90 und in den Hohlraum 92 erstreckt. Ein herkömmlicher Kurbel arm 124 hat ein erstes Ende 124a, das mit der Stellan triebsstange 122 fest verbunden ist, beispielsweise durch eine Mutter, zur Drehung mit derselben, und ein zweites Ende 124b, das mit dem Ring 94 drehbar verbunden ist. Ein herkömmliches Rollenlager 126 ist mit dem zweiten Kurbelar mende 124b drehbar verbunden, so daß sich das Rollenlager 126 relativ zu diesem drehen kann.

Der Ring 94 hat einen insgesamt U-förmigen Schlitz 128, der sich parallel zu der Achse 96 und insgesamt parallel zu dem zweiten Kurbelarmende 124b erstreckt und eine Breite W hat, wie in Fig. 7 gezeigt, die zu einem äußeren Durchmesser D des Lagers 126 komplementär ist, wie in Fig. 5 gezeigt, wo bei das Rollenlager 126 in dem Schlitz 128 angeordnet ist. Bei Drehung des Kurbelarms 124 übt das Rollenlager 126 eine Kraft auf den Ring 94 über den Schlitz 128 in Umfangsrich tung aus, um den Ring 94 zu drehen, wobei es in dem Schlitz 128 axial abrollt. Die Fig. 3 und 7 zeigen die Klappen 88 in der Öffnungsstellung und den Ring 94 in seiner ersten Position. Der Ring 94 ist im Uhrzeigersinn in seine zweite Position drehbar, die in den Fig. 4 und 8 gezeigt ist, um die Klappen 88 in die Schließstellung zu bringen. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Winkel drehung des Ringes 94 aus seiner ersten Position in seine zweite Position, z. B. gemäß den Fig. 7 und 8, etwa 3°. Der Ring 94 kann dann im Gegenuhrzeigersinn aus seiner zweiten Position, die in den Fig. 4 und 8 gezeigt ist, in seine er ste Position gedreht werden, die in den Fig. 3 und 7 ge zeigt ist, um die Klappen 88 wieder zu öffnen. Demgemäß be wirkt der Stellantrieb 120, daß die Betätigungsstange 122 und der Kurbelarm 124 entweder im Uhrzeigersinn oder im Ge genuhrzeigersinn gedreht werden, um den Ring 94 zwischen der ersten und der zweiten Ringposition zu drehen und die Klappen 88 in ihrer entsprechenden Öffnungs- bzw. Schließstellung anzuordnen.

Die Dreheinrichtung 118 beinhaltet weiter, daß der Ring 94 drehbar und verschiebbar in dem Rahmen 56 angeordnet und darin axial festgehalten ist, um eine Verschiebung des Rin ges 94 in der axialen Richtung parallel zu der Rahmenmit telachse 96 zu verhindern, wie es beispielsweise in den Fig. 5, 6 und 9 dargestellt ist. Der Ring 94 ist im Quer schnitt U-förmig, um das Gewicht zu verringern, und weist eine ringförmige, radial äußere Oberfläche 94a, eine ring förmige erste oder stromaufwärtige Seitenfläche 94b und eine ringförmige zweite oder stromabwärtige Seitenfläche 94c auf. Der Rahmen 56 hat weiter einen ringförmigen ersten oder stromaufwärtigen Flansch 130, der fest mit einer inne ren Oberfläche 90b des äußeren Gehäuses 90 in dem Hohlraum 92 verbunden ist, und mehrere in gleichem Winkel- und Umfangsabstand angeordnete zweite Flansche 132, die mit der inneren Oberfläche 90b des äußeren Gehäuses in dem Hohlraum 92 fest verbunden und in axialem Abstand stromabwärts des ersten Flansches 130 angeordnet sind. Der Ring 94 ist vor zugsweise mit derartigem äußeren Durchmesser und derartiger Breite versehen, daß er zwischen dem ersten und zweiten Flansch 130 und 132 und an dem äußeren Gehäuse 90 in Gleit berührung mit demselben angeordnet ist, um die Drehung des Ringes 94 zu gestatten und gleichzeitig eine axiale Ver schiebung des Ringes 94 zu verhindern. Dadurch, daß der Ring so zwischen dem ersten und dem zweiten Flansch 130 und 132 eingeschlossen ist, kann er sich ohne axiale Verschie bung drehen.

Zum Minimieren der Reibung zwischen dem Ring 94 und dem er sten und dem zweiten Flansch 130 und 132 sowie der inneren Oberfläche 90b des äußeren Gehäuses 90 ist ein reibungsar mes Material vorzugsweise zwischen dem Ring 94 und diesen Elementen angeordnet. Gemäß der Darstellung beispielsweise in den Fig. 3, 7 und 9 kann das reibungsarme Material in Form von mehreren herkömmlichen Reibknöpfen 134 vorgesehen sein, die zwischen dem Ring 94 und wenigstens einem der beiden Flansche 130 und 132 und der Oberfläche 90b des äu ßeren Gehäuses angeordnet sind, um die Reibung an dem Ring 94 zu reduzieren. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Reibknöpfe 134 kreisförmig und umfassen mehrere in ge genseitigem Umfangsabstand angeordnete erste Reibknöpfe 134a, die an der ersten Seitenfläche 94b des Ringes fest angebracht sind, um den ersten Flansch 130 des Rahmens zu berühren, mehrere in gegenseitigem Umfangsabstand angeord nete zweite Reibknöpfe 134b, die an der zweiten Seitenflä che 94c des Ringes fest angebracht sind, um den zweiten Flansch 132 des Rahmens zu berühren, und mehrere in gegen seitigem Umfangsabstand angeordnete dritte Reibknöpfe 134c, die an der äußeren Oberfläche 94a des Ringes fest ange bracht sind, um die innere Oberfläche 90b des äußeren Ge häuses zu berühren. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind sechs erste Reibknöpfe 134a, sechs zweite Reibknöpfe 134b und zwölf dritte Reibknöpfe 134c vorgesehen. Die Reibknöpfe ergeben relativ geringe Rei bungskräfte und sind bei Temperaturen bis zu etwa 350° stabil. Die Reibknöpfe weisen einen insgesamt zylindri schen Teil auf, der Lappen hat, die in einem komplementären Loch in dem Ring 94 angeordnet sind, um die Knöpfe 134 mit dem Ring 94 mechanische zu verriegeln (nicht dargestellt).

Gemäß der Darstellung z. B. in den Fig. 10, 11 und 12 ist jeder Raumlenker 110 vorzugsweise zusammendrückbar, um die Notwendigkeit des Einstellens zu eliminieren, d. h. das Maß schneidern der Länge der Raumlenker 110 während der Mon tage, so daß, wenn die Klappen 88 in der geschlossenen Po sition sind, wenigstens ein oder jeder Raumlenker 110 zwi schen dem Ring 94 und einer der Klappen 88 etwas zusammen gedrückt ist, um zu gewährleisten, daß die Klappen 88 vollständig geschlossen sind. Eine Maßnahme zum Zusammendrücken der Raumlenker 110 besteht darin, die Raumlenker 110 mit einem Einsteckende 110a, einem Buchsenende 110b und einer zwischen denselben angeordneten Druckfeder 136 zu versehen, so daß die Bewe gung des Einsteckendes 110a relativ zu dem Buchsenende 110b und zu diesem hin die Feder 136 zusammendrückt.

Jeder Raumlenker in Form eines Federlenkers 110 weist au ßerdem eine ringförmige Grundplatte 110c auf, die an dem Einsteckende 110a fest angebracht ist, und die Feder 136 ist zwischen der Grundplatte 110c und dem Buchsenende 110b angeordnet, so daß eine Bewegung der Grundplatte 110c rela tiv zu dem Buchsenende 110b die Feder 136 zusammendrückt. Die Grundplatte 110c ist vorzugsweise mit Innengewinde ver sehen, und das Einsteckende 110a ist vorzugsweise mit Au ßengewinde versehen, so daß die Grundplatte 110c am Anfang mit dem Einsteckende 110a verschraubt werden kann. Eine Heftschweißung 138 wird vorzugsweise benutzt, um die Grund platte 110c, die mit dem Einsteckende 110a verschraubt ist, mit diesem fest zu verbinden und das Lösen der Schraubver bindung zu verhindern.

Eine ringförmige Haltekappe 110d, die eine zentrale Öffnung 140 hat, wird um das Einsteckende 110a angeordnet, bevor die Grundplatte 110c an dem Einsteckende 110a während der Montage befestigt wird. Der Federlenker 110 wird zusammen gebaut, indem zuerst die Haltekappe 110d über dem Einstec kende 110a positioniert und dann die Grundplatte 110c an dem Einsteckende 110a positioniert und daran befestigt wird. Die Feder 136 wird zwischen der Grundplatte 110c und dem Buchsenende 110b angeordnet, und die Kappe 110d wird vorzugsweise auf das Buchsenende 110b aufgeschraubt.

Die Haltekappe 110d weist in dem bevorzugten Ausführungs beispiel ein Innengewinde auf, das zu dem Außengewinde an dem Buchsenende 110b, komplementär ist, so daß diese beiden Elemente aneinander befestigt werden können. Die Grund platte 110c ist größer als die zentrale Öffnung 140, so daß, wenn die Kappe 110d auf das Buchsenende 110b während der Montage aufgeschraubt wird, die Haltekappe 110d gegen die Grundplatte 110c drückt, um am Anfang die Feder 136 ge gen das Buchsenende 110b auf vorbestimmte Weise zusammenzu drücken. Eine weitere Heftschweißung 138 kann dann benutzt werden, um die Haltekappe 110d mit dem Buchsenende 110b fest zu verbinden und deren Trennung im Betrieb zu verhin dern. Die Haltekappe 110d umschließt außerdem die Feder 136 und verhindert, daß Schmutz in die Federkammer eindringt, die zwischen der Haltekappe 110d und dem Buchsenende 110b gebildet ist.

Die Grundplatte 110c ist zwischen der zentralen Öffnung 140 der Haltekappe und dem Buchsenende 110b angeordnet, so daß der Federlenker 110 nichtausfahrbar ist, wenn die Grund platte 110c die Haltekappe 110d berührt.

Das erste und zweite Ende 112 und 114 des Raumlenkers wei sen herkömmliche drehbare Kugelgelenke ("Uniballs") 142 auf, bei denen es sich einfach um herkömmliche kugelförmige Stangenenden handelt. Die Kugelgelenke 142 haben jeweils eine zentrale Bohrung 144 zur Verbindung mit dem Betäti gungsring 94 und der Klappe 88 mittels eines hindurchge führten Bolzens. Die Kugelgelenke 142 haben einen Durchmes ser, der relativ zu der Breite des ersten und zweiten Endes 112 und 114 des Lenkers so bemessen ist, daß das Kugelge lenk über einem Winkelbereich R von bis zu etwa 52° drehbar ist.

Gemäß der Darstellung in Fig. 11 hat der Federlenker 110 eine nichtzusammengedrückte erste Position, die durch eine Länge L₃ dargestellt ist, zwischen den zentralen Bohrungen 144 und ist in dieser ersten Position nichtausfahrbar, und ist aus der ersten Position in eine zusammengedrückte zweite Position zusammendrückbar, die in Fig. 12 darge stellt und durch eine zusammengedrückte Länge L₄ bezeichnet ist, welche kleiner als die nichtzusammengedrückte Länge L₃ ist, wobei die Differenz L₃-L₄ darstellt. In dem bevorzug ten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Feder 136 aus herkömmlichem Stahl und ist so ausgelegt, daß etwa 365 N erforderlich sind, um die Feder etwa 5 mm zusammenzudrücken, d. h. L₃-L₄ be trägt 5 mm. Demgemäß sind die Lenker 110 so bemessen, daß sie in der geschlossenen Klappenposition je weils auf vorbestimmte Weise in diesem Ausmaß zusammenge drückt sind, um Fertigungstoleranzen zu kompensieren und die Einstellung zu eliminieren. Dieses Ausmaß an Überbewe gung ist vorzugsweise in die Bypassventilvorrichtung 54 eingebaut, um zu gewährleisten, daß sämtliche Klappen 88 in der Schließstellung vollständig geschlossen sind, um Fertigungstoleranzen bis zu diesem Ausmaß zu kompensieren.

Gemäß der Darstellung z. B. in Fig. 7 weist der Ring 94 au ßerdem mehrere herkömmliche, gegenseitigen Umfangsabstand aufweisende, U-förmige erste Gabeln 146 auf, die sich von der zweiten Ringseitenfläche 94c in stromabwärtiger Rich tung zu den Klappen 88 hin erstrecken. Die ersten Gabeln 146 haben jeweils ein Paar herkömmlicher, koaxial ausge richteter Öffnungen, in denen ein herkömmlicher Bolzen an geordnet wird. Jede Klappe 88 weist eine herkömmliche, ein zelne, U-förmige zweite Gabel 148 auf, die jeweils herkömm liche, koaxial ausgerichtete Öffnungen hat, um ebenso einen herkömmlichen Bolzen aufzunehmen. Jeder Raumlenker 110 wird zwischen einem Paar der ersten und zweiten Gabeln 146 und 148 angeordnet, so daß die zentralen Kugelgelenkbohrungen 144 mit den Gabelöffnungen ausgerichtet sind, und ein her kömmlicher Bolzen wird in den Gabelöffnungen und den zen tralen Kugelgelenkbohrungen angeordnet, um jeden Raumlenker 110 mit dem Ring 94 und einer Klappe 88 drehbar zu verbin den. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die zweite Gabel 148 an der Klappe 88 nahe dem stromabwärtigen Klap penende 108 angeordnet, damit ein maximales Ausmaß an Schließdrehmoment an der Klappe 88 erzielt wird. Außerdem ist in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die zweite Gabel 148 mittig an der Klappe 88 angeordnet, um das Schließdrehmo ment gleichmäßig auf die Klappe 88 zu verteilen, damit eine gleichmäßige Drehung um das Scharnier 106 erzielt wird. Bei anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die zweite Ga bel 148 in anderen Positionen an der Klappe 88 angeordnet sein, und es kann mehr als eine zweite Gabel und entspre chend mehr als einen Raumlenker 110 für jede Klappe geben, je nach Bedarf.

Zum Beispiel in den Fig. 6, 13, 14 und 15 sind bevorzugte Einzelheiten jeder Klappe 88 dargestellt. Die Klappe 88 weist eine innere Oberfläche 150 auf, die relativ zu der Rahmenmittelachse 96 vorzugsweise bogenförmig oder konkav ist, so daß die innere Klappenoberfläche 150 in gleicher Er streckung mit dem Zwischengehäuse 58 angeordnet werden kann, um eine glatte Begrenzung des zweiten Strömungskanals 72 zu schaffen, wenn die Klappen 88 in der Öffnungsstellung sind. Gemäß der Darstellung in Fig. 5 beispielsweise hat die innere Klappenoberfläche 150 die gleiche Erstreckung wie die inneren Oberflächen 58a, um alle abrupten Änderun gen in der Oberfläche zu eliminieren und eine glatte Ober fläche zum Hindurchleiten der Bypassluftströmung 82 durch den zweiten Kanal 72 zu bilden. In dem bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel ist die innere Klappenoberfläche 150 mit einer aerodynamischen Kontur versehen oder geht in die innere Oberfläche 58a über, welche die äußere Oberfläche des zwei ten Kanals 72 bildet, und hat einen ersten Radius R₁ rela tiv zu der Rahmenmittelachse 96 an dem stromaufwärtigen Klappenende 100 und einen zweiten Radius R₂ relativ zu der Rahmenmittelachse 96 an dem stromabwärtigen Klappenende 108, beides wenn die Klappe 88 in der Öffnungsstellung ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist, da die Klappe 88 in der Öffnungsstellung, die in Fig. 6 gezeigt ist, ra dial nach außen geneigt ist, R₂ größer als R₁, so daß die innere Klappenoberfläche 150 einen erwünschten aerodynami schen Übergang von dem stromaufwärtigen Klappenende 100 zu dem stromabwärtigen Klappenende 108 bilden kann.

Gemäß der Darstellung z. B. in den Fig. 6 und 13 hat die Klappe 88 weiter einen bogenförmigen Dichtungssitz 152, der von der äußeren Klappenoberfläche 98 an dem stromab wärtigen Klappenende 108 aus schräg nach außen verläuft und voll innerhalb des Hohlraums 92 positionierbar ist, wenn die Klappe 88 in der Öffnungsstellung ist, die in Fig. 6 mit ausgezogenen Linien gezeigt ist. Gemäß der Dar stellung mit gestrichelten Linien in Fig. 6 ist, wenn die Klappe in der Schließstellung angeordnet ist, der Dichtungssitz 152 in Dichtkontakt mit dem Strömungstei ler 68 angeordnet. Der Dichtungssitz 152 weist vorzugsweise eine schlüssellochförmige Aussparung 154 auf, die ein ela stomeres Dichtungsteil 156 aufnimmt, das darin auf herkömm liche Weise befestigt wird, und zwar entweder mechanisch oder durch einen Klebstoff. Das Dichtungsteil 156 erstreckt sich von dem Dichtungssitz 152 nach außen, um den Stro mungsteiler 68 elastisch zu berühren und mit diesem eine Abdichtung zu erzeugen, wenn die Klappe 88 in der geschlos senen Position ist. In einer bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Dichtung 156 aus einem Material, das bei Temperaturen bis zu etwa 400°C wirksam ist. In einem weite ren Ausführungsbeispiel können die Dichtungen 156 weggelassen werden, wenn Leckage zulässig ist.

Gemäß der Darstellung z. B. in den Fig. 6, 13 und 14 hat der Dichtungssitz 152 einen dritten Radius R₃ relativ zu der Rahmenmittelachse 96, der im allgemeinen gleich dem Radius R₃ des Strömungsteilers 68 in dem Punkt ist, wo der Dich tungssitz 152 den Strömungsteiler 68 berührt, wenn der Dichtungssitz 152 an dem Strömungsteiler 68 angeordnet ist, um mit diesem eine erste Dichtung zu bilden, wenn die Klappe in der geschlossenen Position ist. Es sei angemerkt, daß das stromabwärtige Klappenende 108 eine zusammenge setzte Krümmung mit dem Dichtungssitz 152 hat, der den Ra dius R₃ hat, um es dem Strömungsteiler 68 in der geschlos senen Klappenposition anzupassen, wogegen das stromabwär tige Klappenende 108 an der inneren Klappenoberfläche 150 den zweiten Radius R₂ hat, wenn die Klappe 88 in der offe nen Position ist, um es dem Radius des Strömungskanals 72 anzupassen und eine gleichmäßige Luftströmung zu gewährlei sten.

Die Klappe hat insgesamt ein Uhrglasprofil, wie es z. B. die Fig. 13 und 14 zeigen, um eine zweite Dichtung zwischen dem stromaufwärtigen Klappenende 100 und einem komplementären Dichtungsteil 158 zu schaffen, der an dem Zwischengehäuse 58 angeformt ist. Das Uhrglasprofil ergibt außerdem die er ste Dichtung zwischen dem stromabwärtigen Klappenende 108 oder, genauer gesagt, den Dichtungssitz 152 mit dem Strö mungsteiler 68, wenn die Klappe in der geschlossenen Posi tion ist, wie oben beschrieben. Die zweite Dichtung an dem stromaufwärtigen Ende 100 bewirkt, daß die Luftströ mungsleckage während der Bewegung der Klappe 88 zwischen der Öffnungs- und Schließstellung reduziert wird.

Da die Scharnierachse 106 mit Abstand außerhalb der äußeren Klappenoberfläche 98 an dem stromaufwärtigen Klappenende 100 angeordnet ist, haben das stromaufwärtige Klappenende 100 und der Zwischengehäusedichtungsteil 158 bevorzugte Profile zum Aufrechterhalten einer gleichmäßigen ersten Dichtung. Jede Klappe 88 weist eine bogenförmige Vorder kante 160 auf, wie es beispielsweise in den Fig. 13 und 15 gezeigt ist, die sich zwischen der ersten und zweiten Klap penseitenfläche 162 und 164 erstreckt. Die Vorderkante 160 hat einen Radius R₄ relativ zu der Scharnierachse 106, wo bei der Vorderkantenradius R₄ einen minimalen Wert R_4min in dem Klappenmittelabschnitt 166 und maximale Werte R_4max an der ersten und zweiten Klappenseitenfläche 162 und 164 hat. Das ist deutlicher in Fig. 15 dargestellt, welche die Vor derkante 160 an der ersten Seitenfläche 162 und an dem Mit telabschnitt 166 zeigt. In den Fig. 13 und 15 ist es zu er kennen, daß, wenn die Klappe 88 in ihrer Öffnungsstellung ist, die Vorderkante 160 außerdem mit dem Radius R₁ relativ zu der Mittelachse 96 gekrümmt ist, um sie dem insgesamt gleichen Durchmesser R₁ an dem Dichtungsteil 158 anzupas sen. Demgemäß ist die Klappe 88 vorzugsweise gekrümmt, und die Vorderkante 160 ist mit dem Radius R₁ relativ zu der Rahmenmittelachse 96 gekrümmt, wenn die Klappe in der offe nen Position ist. Die Vorderkante 160 bildet dann die zweite Dichtung mit dem Zwischengehäusedichtungsteil 158, wobei die zweite Dichtung einfach ein insgesamt gleichmäßi ger und relativ kleiner Spalt zwischen der Vorderkante 160 und dem Dichtungsteil 158 ist, um die Menge an Bypassluft, die dazwischen hindurchströmen kann, zu minimieren. Der Spalt hat einen axialen Teil G_a und einen radialen Teil G_r. Der radiale Spalt G_r und der axiale Spalt G_a sind längs des Umfangs der Klappenvorderkante 160 in allen Positionen der Klappe 88 von der Öffnungs- bis zur Schließstellung insgesamt gleichmäßig.

Gemäß der Darstellung z. B. in Fig. 14 ist die vorzugsweise vorhandene Uhrglasform der Klappe 88 außerdem so vorgese hen, daß der radiale Spalt G_r und der axiale Spalt G_a zwi schen der Vorderkante 160 und dem Dichtungsteil 158 relativ klein gehalten werden können, um Leckage an dieser Stelle zu reduzieren. Die Vorderkante 160, die Teil des Uhrglas profils der Klappe 88 ist, ist durch einen Radius R₅ der Vorderkante in einer Ebene definiert, die zu der inneren Klappenoberfläche 150 insgesamt parallel ist, z. B. wenn die Klappe in der Öffnungsstellung ist. Ebenso wie das stromab wärtige Klappenende 108 zusammengesetzte Radien hat, hat auch das stromaufwärtige Klappenende 100 an der Klap penvorderkante 160 zusammengesetzte Radien. Gemäß obiger Beschreibung hat die Vorderkante ein gekrümmtes Profil R₄ relativ zu der Scharnierachse 106, das Werte hat, die von R_4min bis R_4max reichen. Außerdem wird die Vorderkante 160 an der inneren Klappenoberfläche 150 mit dem Radius R₁ in der offenen Klappenposition gebildet, und der komplementäre Dichtungsteil 158 wird ebenfalls mit dem Radius R₁ gebil det, um den insgesamt gleichförmigen radialen Spalt G_r zu bilden. Außerdem wird die Vorderkante 160 auch mit dem Ra dius R₅ gebildet, um den insgesamt gleichförmigen axialen Spalt G_a aufrechtzuerhalten, und der komplementäre Dich tungsteil 158 wird ebenfalls mit dem Radius R₅ gebildet.

Demgemäß hat die Türscharnierachse 106 vorzugsweise Abstand von dem Zwischengehäusedichtungsteil 158, um die Vorder kante 160 auf Abstand von diesem zu halten und den axialen und radialen Spalt G_a und G_r zu bilden, die längs der Vor derkante 160 insgesamt gleichförmig sind, wenn die Klappe 88 zwischen der Öffnungs- und Schließstellung verschwenkt wird.

Zum Reduzieren der Komplexität und des Gewichts der By passventilvorrichtung 54 wird, wie oben beschrieben, der einzelne Drehstellantrieb 120 bevorzugt, und der Ring 94 wird vorzugsweise mit einem U-förmigen Profil versehen. Weiter ist jede Klappe 88 relativ dünn und weist mehrere herkömmliche Versteifungsrippen 168 auf, die mit Abstand über der äußeren Klappenoberfläche 98 angeordnet sind, wie es beispielsweise in Fig. 13 gezeigt ist. Die Elemente der Bypassventilvorrichtung 54 können aus geeigneten Metallen hergestellt werden, Titan wird aber bevorzugt, um für die Verwendung bei Flugzeugen das Gewicht zu reduzieren. Zum Beispiel können die Bypassklappen 88 aus dem Titanmaterial Ti 6-2-4-2 hergestellt werden, und der Ring 94 kann aus dem Titanmaterial Ti 6-4 hergestellt werden. Die Bypassventil vorrichtung 54 ist relativ kompakt und kann leicht so be messen werden, daß sie in den verfügbaren Raum paßt, wel cher durch den Hohlraum 92 gebildet wird, wobei der Dreh stellantrieb 120 außerhalb des äußeren Gehäuses 90 angeord net wird. Außerdem können die Klappen 88 innerhalb eines Bereiches von etwa 45° durch relativ geringe Drehung des Ringes 94 geöffnet und geschlossen werden, die in dem be vorzugten Ausführungsbeispiel nur etwa 3° beträgt. Darüber hin aus ergibt die bevorzugte Sanduhrform der Klappe 88, die oben beschrieben worden ist, eine relativ gleichmäßige Be grenzung in dem zweiten Strömungskanal 72, wenn die Klappe geöffnet ist, wobei sie zusätzlich für ef fektive und gleichmäßige Abdichtungen zwischen dem strom aufwärtigen Klappenende 100 und seinem komplementären Dich tungsteil 158 sowie dem stromabwärtigen Klappenende 108 an dem Dichtungssitz 152 und dem Strömungsteiler 68 sorgt, wenn die Klappe geschlossen ist. Darüber hinaus weist die Dichtung an der Klappenvorderkante 160 au ßerdem insgesamt gleichförmige radiale und axiale Spalte G_r und G_a während der gesamten Bewegung der Klappe zwischen der Öffnungs- und Schließstellung auf.

In den Fig. 16-18 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er findung dargestellt, das mit dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen übereinstimmt, mit Ausnahme eines alternativen Ausführungsbeispiels der Dreheinrichtung 118. Statt daß ein Drehstellantrieb 120 benutzt wird, weist die Dreheinrichtung 118 einen ersten und einen zweiten Linear stellantrieb 170 auf, die einen gegenseitigen Abstand von 180° haben, mit dem äußeren Gehäuse 90 fest verbunden sind und jeweils eine ausfahrbare Betätigerstange 172 aufweisen. Die Stellantriebe 170 sind herkömmliche Servoventile. Ein Paar herkömmlicher Winkelhebel 174 ist mit den Stellantrie ben 170 betriebsmäßig verbunden. Jeder Winkelhebel 174 weist eine drehbare Übertragungsstange 176 auf, die sich durch eine Öffnung in dem äußeren Gehäuse 90 erstreckt und ein erstes und zweites Ende 176a und 176b hat. Ein erster Hebel 178 hat ein erstes Ende 178a, das mit einem der Stel lantriebe 170 drehbar verbunden ist, z. B. durch einen her kömmlichen Bolzen, und weist außerdem ein zweites Ende 178b auf, das mit dem ersten Ende 176a der Übertragungsstange fest verbunden ist, z. B. durch eine herkömmliche Mutter. Ein zweiter Hebel 180 hat ein erstes Ende 180a, das mit dem zweiten Ende 176b der Übertragungsstange fest verbunden und vorzugsweise einstückig mit ihm ausgebildet ist, und hat außerdem ein zweites Ende 180b mit einem herkömmlichen Rol lenlager 182, das daran drehbar befestigt ist, z. B. durch einen herkömmlichen Bolzen.

In dem Betätigungsring 94 sind in diesem Ausführungsbeispiel mehrere gegenseitigen Umfangsabstand aufwei sende erste Schlitze 184 angeordnet, in welchen jeweils ei nes der Rollenlager 182 aufgenommen ist. Die Winkelhebel 174 sind so bemessen und so positioniert, daß sie den Betä tigungsring 94 drehen, um die Klappen 88 zwischen ihren Öffnungs- Schließstellungen zu verschwenken.

Der erste und zweite Hebel 178 und 180 des Winkelhebels sind unter einem Winkel von 90° zueinander angeordnet, und der zweite Hebel 180 kann relativ zu der Längsmittelachse 96 des Rahmens 58 innerhalb eines Bereiches von etwa +30° und -30° angeordnet werden, um die Klappen zwischen den Öffnungs- und Schließstellungen zu bewegen. Auf diese Weise kann ein maximales Ausmaß an Drehung des Ringes 94 mit einem minimalen Ausmaß an Drehung der zweiten Hebel 180 erzielt werden. Der zweite Hebel 180 wird vorzugsweise am Anfang etwa 30° relativ zu einer Seite der Längsachse 96 positioniert, was der offenen Position der Klappen 88 ent spricht, und wird bis 30° auf der entgegengesetzten Seite relativ zu der Längsachse 96 gedreht, was der geschlossenen Klappenposition entspricht.

Damit sich der Ring 94 drehen kann und gleichzeitig an ei ner axialen Verschiebung gehindert wird, weist die Drehein richtung in diesem Ausführungsbeispiel weiter mehrere in glei chen gegenseitigen Umfangsabständen angeordnete dritte Rol lenlager 186 auf, die mit dem äußeren Gehäuse 90 in den Hohlraum 92 drehbar verbunden sind, z. B. durch Verschrauben mit dem äußeren Gehäuse 90. Der Betätigungsring 94 weist weiter mehrere langgestreckte, gegenseitigen Umfangsabstand aufweisende zweite Schlitze 188 auf, die in Fig. 18 darge stellt sind und jeweils eines der dritten Rollenlager 186 aufnehmen. Die zweiten Schlitze 188 sind in Umfangsrichtung langgestreckt, um die dritten Rollenlager 186 zu führen und dem Ring 94 das Drehen ohne axiale Verschiebung des Ringes 94 zu gestatten.

Wenn sich der zweite Hebel 180 in der Darstellung in Fig. 17 dreht, bewegt sich sein zweites Ende 180b in Umfangs richtung und teilweise in axialer Richtung. Um diese axiale Komponente zuzulassen, sind die ersten Schlitze 184 in der axialen Richtung parallel zu der Rahmenlängsachse 96 vor zugsweise langgestreckt, um dem zweiten Rollenlager 182, das mit dem zweiten Ende 180b des zweiten Hebels verbunden ist, zu gestatten, sich innerhalb der ersten Schlitze 184 axial zu bewegen. Auf diese Weise übt der zweite Hebel 180 eine Kraft in Umfangsrichtung aus, um den Ring 94 zu dre hen, während die axiale Verlagerung des zweiten Rollenla gers 182 in dem ersten Schlitz 184 aufgenommen wird, um zu verhindern, daß die zweiten Rollenlager 182 axiale Kräfte auf den Ring 94 ausüben.

Schließlich ist, um eine Leckage der Bypassluftströmung 82 zwischen benachbarten Klappen 88 zu reduzieren, eine lang gestreckte Klappendichtung 190, wie sie z. B. in den Fig. 4 und 13 gezeigt ist, vorgesehen. Die Klappendichtung 190 kann auf einer oder beiden Klappenseitenflächen 162 und 164 angeordnet sein und in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist sie nur auf der ersten Klappenseitenfläche 162 angeordnet. Die Klappendichtung 190 weist eine erste Seite 190a auf, die an der äußeren Klappenoberfläche 98 an der ersten Sei tenfläche 162 fest angebracht ist, z. B. mittels Nieten. Die Klappendichtung 190 weist weiter eine zweite, integrale Seite 190b auf, die sich von der ersten Klappenseitenfläche 162 nach außen erstreckt, um an einer zweiten Seitenfläche 164 einer benachbarten Klappen 88 abzudichten, wie es z. B. in Fig. 4 dargestellt ist. Wenn die Klappen 88 in der Schließstellung angeordnet sind, ist demgemäß die Klappendichtung 190 an der benachbarten Klappe 88 an der zweiten Seitenfläche 164 zusammengedrückt und berührt diese, um mit ihr eine Abdichtung zu erzeugen. In einem be vorzugten Ausführungsbeispiel kann die Dichtung 190 ein teilweise abgeflachtes, rohrförmiges Fe derteil mit Haltewänden umgeben. Die Dichtung 190 kann auch weggelassen werden, wenn eine Leckage zulässig ist.

Claims

1. Bypassventilklappe für eine Bypassventilvor richtung zum Steuern der Fluidströmung in einem Gasturbinentriebwerk mit einem ringförmigen Rahmen, mit einem äußeren Gehäuse, einem Zwischengehäuse, das im Abstand von dem äußeren Gehäuse angeordnet ist und einen Hohlraum bildet, wobei das Zwischengehäuse eine ringförmige Öffnung aufweist, und mit einem inneren Gehäuse, das im Abstand von dem Zwischengehäuse angeordnet ist und einen ersten Kanal zum Hindurchleiten der Fluidströmung bildet; mit einem Strömungsteiler, der zwischen dem Zwischengehäuse und dem inneren Gehäuse angeordnet ist und mit dem Zwischengehäuse einen zweiten Kanal bildet, der mit dem ersten Kanal in Strömungsverbindung steht, wobei die Bypassventilklappe in der ringförmigen Öffnung positionierbar ist; die Bypassventilklappe eine auf das Fluid gerichtete Innenfläche, eine Außenfläche, ein erstes Ende, das mit dem Rahmen schwenkbar verbindbar ist, und ein zweites Ende aufweist und in ihrer Öffnungsstellung parallel zu dem Zwischengehäuse angeordnet ist und in ihrer Schließstellung schräg zu dem Zwischengehäuse verläuft; die Innenfläche in der Öffnungsstellung auf den Strömungsteiler gerichtet ist, so daß eine ungehinderte Fluidströmung von dem ersten Kanal zu dem zweiten Kanal erfolgen kann, und das zweite Klappenende in der Schließstellung neben dem Strömungsteiler angeordnet ist, so daß die Fluidströmung von dem ersten Kanal zum zweiten Kanal gesperrt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenfläche (150) der Bypassventilklappe (88) in Strömungsrichtung bogenförmig ausgebildet ist und in der Öffnungsstellung mit dem zweiten Strömungskanal (72) eine glatte Fläche bildet;
daß die Innenfläche (150) einen ersten Radius (R₁) an dem ersten Klappenende (100) und einen zweiten, vom ersten Radius unterschiedlichen Radius (R₂) an dem zweiten Klappenende (108) hat, und
daß ein Dichtungssitz (152) von dem zweiten Klappenende (108) schräg nach außen verläuft, der in der Öffnungsstellung voll innerhalb des Hohlraums (92) positionierbar ist und der in der Schließstellung in Dichtkontakt mit dem Strömungsteiler (68) steht.

2. Bypassventilklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassventilklappe (88) eine erste Dichtung zwischen dem zweiten Klappenende (108) und dem Strömungsteiler (68), wenn die Bypassventilklappe (88) in ihrer Schließstellung ist, und eine zweite Dichtung zwischen dem ersten Klappenende (100) und einem komplementären Dichtungsabschnitt (158) des Zwischengehäuses (58) während einer Bewegung der Bypassventilklappe zwischen ihren Öffnungs- und Schließstellungen bildet.

3. Bypassventilklappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie um eine Gelenkachse (106) schwenkbar ist, die im Abstand außen von der Klappenaußenfläche (98) an dem ersten Klappenende (100) angeordnet ist, und zwischen ihren Seitenflächen (162, 164) eine bogenförmige Vorderkante (160) mit einem Radius (R₄) relativ zu der Gelenkachse (106) aufweist, der einen minimalen Wert an dem mittleren Klappenabschnitt (166) und maximale Werte an den ersten und zweiten Seitenflächen (162, 164) hat.

4. Bypassventilklappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Gelenkachse (106) zwei im Abstand angeordnete Gelenke bzw. Scharniere auf der Außenfläche an dem zweiten Klappenende (108) angeordnet sind für ein schwenkbares Verbinden der Bypassventilklappe (88) mit dem Rahmen (56).

5. Bypassventilklappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Öffnungsstellung der Bypassventilklappe (88) ihre Vorderkante (160) neben dem komplementären Dichtungsabschnitt (158) des Zwischengehäuses (58) an dem ersten Radius (R₁) relativ zur Mittelachse (96) angeordnet ist und einen gleichförmigen radialen Spalt (G_r) zwischen der Vorderkante (160) und dem Dichtungsabschnitt (158) des Zwischengehäuses (58) bildet.

6. Bypassventilklappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante (160) neben dem komplementären Dichtungsabschnitt (158) des Zwischengehäuses (58) einen fünften Radius (R₅) in einer Ebene parallel zur Innenfläche (150) hat und einen gleichförmigen axialen Spalt (G_a) zwischen der Vorderkante (160) und dem Dichtungsabschnitt (158) in allen Stellungen von der Öffnungs- zur Schließstellung der Bypassventilklappe (88) bildet.

7. Bypassventilklappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkachse (106) im Abstand von dem Dichtungsabschnitt (158) des Zwischengehäuses (58) angeordnet ist zur Ausbildung der axialen und radialen Spalte (G_a, G_r).

8. Bypassventilklappe nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R₃) des Dichtungssitzes (152) gleich einem Radius (R₃) des Strömungsteilers (68) ist.

9. Bypassventilklappe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungssitz (152) eine Vertiefung (154) und ein darin fest angebrachtes Dichtungsteil (156) aufweist, der sich von dem Dichtungssitz (152) nach außen erstreckt für einen dichtenden Eingriff mit dem Strömungsteiler (68).