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Publication number: DEN0008294MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 12. Januar 1954 Bekanntgeraacht am 2. Februar 1956Registration date: January 12, 1954 Announced on February 2, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

PATENTANMELDUNGPATENT APPLICATION

KLASSE 62c GRUPPE 1204CLASS 62c GROUP 1204

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Benjamin William Barlow, Wembley, William Arthur McKeggie, Teddington, Middlesex, und Harold Richard Scott, London (Großbritannien)Benjamin William Barlow, Wembley, William Arthur McKeggie, Teddington, Middlesex, and Harold Richard Scott, London (Great Britain)

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

D. Napier & Son Limited, LondonD. Napier & Son Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dr. F. Wuesthoff und Dipl.-Ing. G. Puls, Patentanwälte,Representative: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dr. F. Wuesthoff and Dipl.-Ing. G. Puls, patent attorneys,

München 9Munich 9

FlugzeugtriebwerkAircraft engine

Die Priorität der Anmeldung in Großbritannien vom 12. Januar Γ963 ist in Anspruch genommenThe priority of the application in Great Britain of January 12, 1963 has been claimed

Die Erfindung bezieht sich auf ein Triebwerk mit einer Brennkraftkolbenmaschine und einer durch deren Abgas angetriebenen Turbine, die ihrerseits einen die Kolbenmaschine antreibenden Kom-ρ ressor treibt. Aus Zweckmäßigkeitsgründen werden im folgenden die Kolbenmaschine und die Turbine als Antriebsmaschinen bezeichnet.The invention relates to an engine with an internal combustion piston engine and a through whose exhaust gas driven turbine, which in turn has a piston engine driving Kom-ρ ressor drives. For reasons of expediency, the piston engine and the turbine referred to as prime movers.

Es ist schon vorgeschlagen worden, ein solchesIt has already been suggested that it be

Triebwerk als Flugzeugtriebwerk zum Antrieb vonEngine as an aircraft engine to drive

ίο zwei sich unabhängig" voneinander drehenden und durch die Kolbenmaschine bzw. die Turbine angetriebenen Luftschrauben zu verwenden.ίο two independently "rotating and to use propellers driven by the piston engine or the turbine.

Bei solchen Anordnungen ist es schwierig, die Leistungsabgabe der Kolbenmaschine und der Turbine zu der von dem Kompressor und den Luftschrauben aufgenommenen Leistung aufeinander abzustimmen.With such arrangements it is difficult to control the power output of the piston engine and the Turbine to the power consumed by the compressor and the propellers to vote.

Zweck der Erfindung ist es, ein verbessertes Triebwerk mit einer Brennkraftkolbenmaschine und einer durch deren Abgas angetriebenen Turbine alsThe purpose of the invention is to provide an improved power unit with an internal combustion piston engine and a turbine driven by its exhaust gas as

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Antriebsmaschine für zwei sich unabhängig voneinander drehende Luftschrauben, von denen mindestens eine eine Verstelluftschraube ist, zu schaffen, bei welcher die Leistungsübertragung zwischen Antriebsmaschinen und Turbpkompressor einfach und wirkungsvoll so erfolgt, wie es zur Aufrechterhaltung günstiger Betriebsbedingungen' über den ganzen Betriebsbereich des Flugzeugtriebwerks erforderlich ist.Driving machine for two independently rotating propellers, of which at least one is to create an Verstelluftraub, in which the power transmission between prime movers and Turbpkompressor is easily and effectively done as it is to maintain Favorable operating conditions' required over the entire operating range of the aircraft engine is.

ίο Ein Flugzeugtriebwerk gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die eine Antriebsmaschine mit dem Leistung aufnehmenden Element eines Differentialgetriebes verbunden ist, dessen eines Leistung abgebendes Element mit der einen Luftschraube und dessen anderes Leistung abgebendes Element mit der anderen Luftschraube verbunden ist, und daß die zweite Antriebsmaschine direkt mit dem einen Leistung abgebenden Element des Differentialgetriebes bzw. dessen zugeordneter Luftschraube verbunden ist.ίο is an aircraft engine according to the invention characterized in that the one driving machine with the power consuming element a differential gear is connected, one of which is a power output element with the one Propeller and its other power-emitting element connected to the other propeller is, and that the second prime mover is directly connected to the one power output element of the Differential gear or its associated propeller is connected.

Die Höhe der übertragenen Leistung wird in gewissem Grade von den entsprechenden, durch die beiden Luftschrauben ausgeübten Reaktionskräften abhängen. Vorzugsweise sind deshalb -beide Luftschrauben Verstellschrauben und schließt das Flugzeugtriebwerk Mittel zur Veränderung der Luftschraubensteigüng ein, um Änderungen in dem Verhältnis zwischen den im Betriebsbereich zur Verfügung stehenden Leistungen der beiden Antriebsmaschinen zu ermöglichen.The amount of the transferred power is to a certain extent dependent on the corresponding, through the both propellers depend on the reaction forces exerted. Therefore, both propellers are preferred Adjusting screws and closes the aircraft engine means for changing the air screw pitch in order to avoid changes in the ratio between the powers of the two prime movers available in the operating range to enable.

Vorzugsweise ist die Turbine direkt mit der einen Luftschraube unddieKolbenmaschine über das Differentialgetriebe mit der anderen Luftschraube und der Turbokompressoreinheit verbunden.Preferably the turbine is directly connected to the one propeller and the piston engine via the Differential gear connected to the other propeller and turbo compressor unit.

Zweckmäßigerweise sind beide Luftschrauben Verstellschrauben, und die Kolbenmaschine und die Turbine sind beide mit Drehzahlreglern versehen, welche den entsprechenden Luftschrauben zugeordnete Verstellgeräte betätigen. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß der Maschinenregier die Steigung der unmittelbar der Kolbenmaschine zugeordneten Luftschraube verändert, so daß er das Bestreben hat, die Maschinendrehzahl bei jeder gegebenen Einstellung eines Hauptsteuergerätes im wesentlichen konstant zu halten, während der Turbokompressorregler die Steigung der anderen Luftschraube verändert und so die Drehzahl der Turbine überwacht,· um bei jeder Einstellung des Hauptsteuergerätes soweit als möglich den Aufladedruck konstant zu halten.Appropriately, both propellers are adjusting screws, and the piston engine and the Turbines are both provided with speed controllers, which are assigned to the corresponding propellers Operate adjustment devices. The arrangement is such that the machine governor changed the pitch of the propeller directly assigned to the piston machine, so that it endeavors to maintain the engine speed at any given setting of a main control unit keep essentially constant while the turbo compressor regulator controls the slope of the other The propeller is changed and the speed of the turbine is monitored in this way, every time the Main control unit as far as possible to keep the boost pressure constant.

Bei einer bevorzugten Anordnung ist das Differentialgetriebe ein Umlaufgetriebe und umfaßt ein von einer der Antriebsmäschinen angetriebenes erstes Sonnenrad und ein gleichachsig angeordnetes, sich unabhängig drehendes und mit der einen Luftschraube verbundenes zweites Sonnenrad, einen mit der anderen Luftschraube verbundenen und von der anderen Antriebsmaschine angetriebenen Planetenträger bzw. Steg sowie mindestens eine von dem Steg getragene Planetenradgruppe, die zwei sich gemeinsam drehende und mit dem ersten bzw. zweiten Sonnenrad kämmende gleichachsige Ritzel einschließt.In a preferred arrangement, the differential gear is an epicyclic gear and comprises a first sun gear driven by one of the drive machines and a coaxially arranged, independently rotating and connected to the one propeller second sun gear, one with the other propeller connected and driven by the other drive machine planetary carrier or web and at least one planetary gear group carried by the web, the two coaxial pinions that rotate in common and mesh with the first or second sun gear includes.

Das Flugzeugtriebwerk kann auch einen dem Differentialgetriebe zugeordneten Drehmomentmesser einschließen, mit welchem die Drehmomentaufteilung zwischen den beiden Luftschrauben bestimmt werden kann.The aircraft engine can also have a torque meter associated with the differential gear include, with which the torque distribution between the two propellers is determined can be.

Die Erfindung kann in verschiedener Weise ausgeführt werden. Im folgenden ist sie an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel in Anwendung auf einen Flugzeugantrieb näher erläutert.The invention can be carried out in various ways will. In the following it is based on schematic drawings of an embodiment in application to an aircraft drive explained in more detail.

. Fig. ι ist eine schematische Ansicht des gesamten Flugzeugtriebwerks einschließlich der Hauptelemente der zugehörigen Steuereinrichtung;. Fig. Ι is a schematic view of the entire aircraft engine including the Main elements of the associated control device;

Fig. 2 ist ein Teilschnitt einer Ausführungsform eines Differentialgetriebes, wie es bei dieser Erfindung verwendet werden kann, undFig. 2 is a partial sectional view of one embodiment of a differential gear as used in this invention can be used, and

Fig. 3 und 4 sind schematische Schnittansichten im verkleinerten Maßstab von anderen Arten des Differentialgetriebes, die verwendet werden können.Figs. 3 and 4 are schematic sectional views, on a reduced scale, of other types of the differential gear that can be used.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, umfaßt das Flugzeugtriebwerk eine Brennkraftkolbenmaschine 1 mit Verdichtungszündung, eine Abgasturbine 2, der das Abgas durch eine Leitung 3 zugeführt wird, und einen Axialverdichter 4, der gleichachsig zur Turbine 2 angeordnet und mit dieser mechanisch gekuppelt ist. Der Kompressor erhält durch einen Einlaß 5 Luft aus der Atmosphäre und liefert verdichtete Luft durch eine Ladeleitung 6 zu der Maschine. Auf konzentrisch zueinander und koaxial zur Kurbelwelle 15 der Kolbenmaschine 1 angeordneten inneren und äußeren Luftschraubenwellen 9 und 10 sind zwei gegenläufige Verstellschrauben 7 und 8 montiert, die im nachfolgenden als vordere bzw. hintere Luftschraube bezeichnet "werden.As can be seen from Fig. 1, the aircraft engine comprises an internal combustion piston engine 1 with compression ignition, an exhaust gas turbine 2, the Exhaust gas is fed through a line 3, and an axial compressor 4, which is coaxial with the turbine 2 is arranged and mechanically coupled to this. The compressor receives through one Inlet 5 air from the atmosphere and supplies compressed air through a charge line 6 to the Machine. Arranged concentrically to one another and coaxially to the crankshaft 15 of the piston engine 1 inner and outer propeller shafts 9 and 10 are two opposing adjustment screws 7 and 8, hereinafter referred to as the front and rear propellers "will.

Die Turbokompressorwelle 11 treibt ein Zahnrad 12, welches mit einem außen verzahnten Zahnkranz 13 kämmt, der mit dem Steg 14 eines Umlauf-Differentialgetriebes starr verbunden ist. Der Steg 14 ist mit der inneren Luftschraubenwelle 9 verbunden, welche die vordere Luftschraube 7 trägt. Somit besteht ein direkter mechanischer Antrieb zwischen der Turbokompressoranlage bzw. dem Turbokompressoir und der vorderen Luftschraube. Das vordere Ende der Kurbelwelle 15 der Kolbenmaschine ι ist mit einem Sonnenrad 16 verbunden, welches mit mehreren an dem Steg 14 angeordneten Planetenrädern 17 kämmt. Die Planetenräder 17 kämmen ihrerseits außerdem, mit einem innenverzahnten Zahnkranz 18, der mit der äußeren Luftschraubenwelle 10 verbunden ist, welche die hintere Luftschraube 8 trägt. Die von der Kurbelwelle 15 kommende Leistung wird somit auf den Steg 14 und den Ring 18 und damit auf die beiden Luftschrauben 7 und 8 aufgeteilt.The turbo compressor shaft 11 drives a gear 12, which has an externally toothed ring gear 13 meshes with the web 14 of an epicyclic differential gear is rigidly connected. The web 14 is connected to the inner propeller shaft 9 connected, which carries the front propeller 7. There is thus a direct mechanical drive between the turbo compressor system or turbo compressor and the front propeller. The front end of the crankshaft 15 of the piston machine ι is connected to a sun gear 16, which meshes with a plurality of planet gears 17 arranged on the web 14. The planet gears 17 for their part also mesh with an internally toothed ring gear 18 with the outer propeller shaft 10 is connected, which carries the rear propeller 8. The one from the crankshaft 15 Coming power is thus on the web 14 and the ring 18 and thus on the two propellers 7 and 8 split.

Ein Drehzahlregler 20, der durch ein Ritzel 21 angetrieben wird, welches mit dem Ritzel 12 an der Turbokompressorwelle kämmt, steuert automatisch die Steigung der vorderen Luftschraube 7. Die automatische Steuerung erfolgt mittels einer über zwei hydraulische Leitungen 23 und 24 hydraulisch betätigten Luftschraubenverstelleinrichtung 22 be-A speed controller 20 which is driven by a pinion 21 which is connected to the pinion 12 on the Turbo compressor shaft meshes, automatically controls the pitch of the front propeller 7. The automatic Control takes place by means of a hydraulically operated via two hydraulic lines 23 and 24 Propeller adjustment device 22

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kannter Bauart, die in der Propellernabe untergebracht ist. Eine ähnliche über eine Zahnradkette 26, 27, 28 von der Maschinenkurbelwelle 15 angetriebene Drehzahlreglereinheit 25 steuert in ähn-Hoher Weise über hydraulische Leitungen 30 und 31 mittels einer in der Propellernabe untergebrachten Luftschraubenverstelleinrichtung die Steigung der hinteren Luftschraube 8.known design, which is housed in the propeller hub. A similar one about a gear chain 26, 27, 28 driven by the engine crankshaft 15, the speed regulator unit 25 controls in a similar manner Way via hydraulic lines 30 and 31 by means of a housed in the propeller hub Propeller adjustment device the pitch of the rear propeller 8.

Die Drehzahleinstellung der dem vorderen Propeller zugeordneten Drehzahlreglereinheit, d. h. die Drehzahl des Turbokompressors, die durch Änderungen der Steigung des durch diesen direkt angetriebenen vorderen Propellers 7 konstant gehalten werden soll, wird durch einen Betätigungshebel 32 überwacht, der über ein Gestänge 32, 33, 34, 35 mit einem Servokolben 36 verbunden ist, welcher innerhalb eines Servozylinders 37 arbeitet. Den beiden Enden des Zylinders 37 wird von einer hydraulischen Druckquelle'38 über Leitungen 41 und 42The speed setting of the speed control unit associated with the front propeller, d. H. the Speed of the turbo compressor, which is determined by changes in the slope of the directly driven by it front propeller 7 is to be kept constant, is actuated by an actuating lever 32 monitored, which is connected via a linkage 32, 33, 34, 35 with a servo piston 36, which within of a servo cylinder 37 works. The two ends of the cylinder 37 is hydraulic Pressure source 38 via lines 41 and 42

wahlweise unter Druck stehenden Flüssigkeit zugeführt. Die Leitungen 41 und 42 sind zu diesem Zweck mit einem Steuerschiebergehäuse 39 verbunden, in dem sich ein Steuerschieber 40 befindet, der die Leitungen 41 Und 42 wahlweise mit der Druck -optionally pressurized liquid supplied. The lines 41 and 42 are to this Purpose connected to a control slide housing 39, in which a control slide 40 is located, the lines 41 and 42 optionally with the pressure -

quelle oder mit einer Entlastungsöffnung verbindet.source or connects to a relief opening.

Der Steuerschieber 40 besteht aus einem Stück mit einer Stange 43, die mit einer Membran 44 in einerThe control slide 40 consists of one piece with a rod 43, which with a membrane 44 in a

• Kammer 45 verbunden ist. Der über der Membran • Chamber 45 is connected. The one above the membrane

liegende Teil der Kammer ist über eine den Lade;-The lying part of the chamber is over a drawer; -

druck mitteilende Leitung 46 mit der Ladeleitung 6 verbunden. Das andere Ende des Steuerschiebers 40 ist mit der einen Seite einer evakuierten Dosenmembran 47 verbunden, deren andere Seite an einem feststehenden Bauteil starr befestigt ist. Auf den Kolbenschieber 40 wird damit eine Kraft ausgeübt, die sich mit dem absoluten Ladedruck der von dem Verdichter 4 der .Maschine 1 zugeführten Luft ändert.Line 46 communicating pressure is connected to charging line 6. The other end of the spool 40 is connected to one side of an evacuated can membrane 47, the other side to is rigidly attached to a stationary component. A force is thus exerted on the piston valve 40, which is related to the absolute boost pressure of the .Maschine 1 supplied by the compressor 4 Air changes.

Die Stange 43 ist mittels Zapfen drehbar mitThe rod 43 is rotatable with a pin

einem Ausgleichhebel 48 verbunden, von dem ein Ende an einem festen, jedoch einstellbaren Dreh-. punkt 49 angelenkt ist, dessen Stellung willkürlich geändert werden kann, um ihn den Betriebseigenschaften des Flugzeugtriebwerks anzupassen, wäh-a balance lever 48 connected, one end of which is attached to a fixed, but adjustable pivot. point 49 is hinged, the position of which can be arbitrarily changed to give it the operating characteristics of the aircraft engine, while

rend das andere Ende des Hebels mit einer Stange 50 verbunden ist, die in erster Linie durch eine Ladedruckeinstellkurve 51 gesteuert wird, die über eine den Ladedruck bestimmende Feder bzw. Ladedruckfeder 52 wirkt. Die Ladedruckkurve 51 istrend the other end of the lever is connected to a rod 50, which is primarily through a Boost pressure adjustment curve 51 is controlled via a spring or boost pressure spring which determines the boost pressure 52 works. The boost pressure curve 51 is

auf einer drehbaren Steuerwelle 53 angebracht, die durch einen Hauptsteuerhebel 54 betätigt wird, welcher unter der Kontrolle des Piloten steht. Auf den Ausgleichhebel 48 wirkt somit in der einen Richtung der Druck der Stange 43, der von dem inmounted on a rotatable control shaft 53 which is operated by a main control lever 54, which is under the control of the pilot. On the compensating lever 48 thus acts in one Direction of the pressure of the rod 43, which is exerted by the in

der Ladeleitung 6 herrschenden absoluten Ladedruck abhängt, und in der anderen Richtung die Spannung der Ladedruckfeder 52, die durch die Einstellung der Ladedruckkurve 51 bestimmt ist. In der Regel wird daher der den Bewegungen desthe charge line 6 depends on the prevailing absolute boost pressure, and in the other direction the Tension of the boost pressure spring 52, which is determined by the setting of the boost pressure curve 51. As a rule, therefore, the movements of the

Ausgleichhebels 48 folgende Steuerschieber bewegt, um den Servokolben 36 und damit die Reglereinheit 20 zu betätigen, um die Steigung der vorderen Luftschraube 7 und auf diese Weise die Belastung und Drehzahl des Turbokompressors so zu steuern, daß der Ladedruck auf dem durch die Ladedruckkurve 51 eingestellten Wert gehalten wird.Compensating lever 48 following the control slide moves to the servo piston 36 and thus the regulator unit 20 to actuate the pitch of the front propeller 7 and in this way the load and to control the speed of the turbo compressor so that the boost pressure is on the basis of the boost pressure curve 51 is held.

Die Drehzahleinstellung der z\veiten Reglereinheit 25, die der Verbrennungskraftmaschine 1 und dem hinteren Propeller 8 zugeordnet ist, wird mittels eines Steuerhebels 60 überwacht, der über ein Gestänge 61, 62, 63 durch eine Kurve 64 für die Einstellung der Maschinendrehzahl betätigt wird, die ebenfalls auf der Steuerwelle 53 angebracht ist. Die Reglereinheit 25 steuert die Steigung des hinteren Propellers 8 und ändert somit die Belastung des Zahnkranzes 18 des Umlaufgetriebes. Da die Drehzahl des Steges 14 durch den Regler 20 gesteuert wird, steuert der Regler 25 die Drehzahl der Maschine 1.The speed setting of the second controller unit 25, that of the internal combustion engine 1 and the rear propeller 8 is assigned, is monitored by means of a control lever 60, which has a Linkage 61, 62, 63 is actuated by a cam 64 for setting the machine speed, which is also attached to the control shaft 53. The regulator unit 25 controls the pitch of the rear propeller 8 and thus changes the load of the ring gear 18 of the epicyclic gear. Since the speed of the web 14 is controlled by the controller 20 is, the controller 25 controls the speed of the engine 1.

Da als Maschine 1 eine Maschine mit Brennstoffeinspritzung und Verdichtungszündung gewählt ist, ist es außerdem notwendig, die jedem Zylinder der Maschine je Umdrehung zugeführte Brennstoffmenge zu steuern, um die Leistungsabgabe zu ändern und das richtige Brennstoff-Luft-Verhältnis aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zweck ist außerdem auf der Steuerwelle 53 eine Brennstoffeinstellkurve 65 angebracht, und ein mit dieser Kurve 65 zusammenwirkendes Glied 66 ist über eine Stange 68 mit einem Drehpunkt 69 an einem Zwischenpunkt eines Ausglejchhebels 70 verbunden. Das eine Ende des Hebels 70 ist mit einem Lenker 71 verbunden, der seinerseits mit dem einen. Arm 72 einer normalen, bei Überlast zur Wirkung kommenden Reibungskupplung 73 verbunden ist, deren anderer Arm 74 über einen Drehzapfen mit einer Stange 75 verbunden ist, die die schematisch bei 76 angedeutete Brennstoffpumpe der Maschine steuert. Das andere Ende des Ausgleichhebels 70 ist mittels eines Drehzapfens JJ mit einem Gestänge 78 verbunden. Der Drehpunkt JJ wird — ausgenommen unter bestimmten unten beschriebenen Bedingungen — normalerweise festgehalten. Somit betätigt die Kraftstoffeinstellkurve 65 bei jeder durch die Maschinendrehzahleinstellkurve 64 bestimmten Maschinendrehzahleinstellung die Kraftstoffpumpe 76, so daß der Maschine 1 eine entsprechende Kraftstoffmenge zugeführt wird.In addition, since the engine 1 is a fuel injection and compression ignition engine, it is necessary to control the amount of fuel supplied per revolution to each cylinder of the engine in order to vary the power output and maintain the correct fuel-air ratio. For this purpose, a fuel adjustment cam 65 is also attached to the control shaft 53, and a member 66 cooperating with this cam 65 is connected via a rod 68 to a pivot 69 at an intermediate point of a balancing lever 70. One end of the lever 70 is connected to a handlebar 71, which in turn with the one. Arm 72 of a normal friction clutch 73 which comes into effect in the event of an overload, the other arm 74 of which is connected via a pivot to a rod 75 which controls the fuel pump of the machine, indicated schematically at 76. The other end of the balance lever 70 is connected to a linkage 78 by means of a pivot JJ. The pivot point JJ is normally fixed, except under certain conditions described below. The fuel setting curve 65 thus actuates the fuel pump 76 at each engine speed setting determined by the engine speed setting curve 64, so that the engine 1 is supplied with a corresponding amount of fuel.

Es ist außerdem notwendig, Mittel vorzusehen, um die Kraftstoffzufuhr zur Maschine zu verringern oder ganz zu unterbrechen und damit das Flugzeugtriebwerk stillzusetzen, wenn aus irgendeinem Grund, z. B. bei Ausfall einer Luftschraube, die Drehzahl des Turbokompressors einen z. B. aus mechanischen Gründen gegebenen Grenzwert überschreiten sollte. Zu diesem Zweck wird von der Turbokompressonvelle 11 über ein mit dem Ritzel 21 im Eingriff stehendes Ritzel 80 ein bei Überdrehzahl der Turbine ansprechender Regler 79 angetrieben. Wenn die Grenzdrehzahl der Turbine überschritten wird, führt der Regler 79 hydraulische Flüssigkeit über die Leitung 81 auf die eine Seite des den Kraftstoff abstellenden Kolbens 82, der mit der die Brennstoffpumpe 76 steuernden Stange 75 verbunden ist. Der Druck des Kolbens 82 reicht aus, um den Reibungswiderstand der Kupp-It is also necessary to provide means to reduce the fuel supply to the engine or to interrupt it completely and thereby shut down the aircraft engine, if for any reason Reason, e.g. B. if a propeller fails, the speed of the turbo compressor a z. B. off should exceed the given limit value for mechanical reasons. To this end, the Turbo compressor shaft 11 via a pinion 80 which meshes with the pinion 21 in the event of overspeed the turbine responsive controller 79 is driven. When the limit speed of the turbine is exceeded, the controller 79 leads hydraulic fluid via line 81 to the one Side of the fuel-off piston 82 that controls the fuel pump 76 Rod 75 is connected. The pressure of the piston 82 is sufficient to reduce the frictional resistance of the clutch

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lung 73 zu überwinden, um damit die Steuerstange 75 zu betätigen, selbst wenn das Gestänge 72, 71, 70, 68 durch die Stellung der Kraftstofreinstellkurve 65 unbeweglich festgelegt ist. _ment 73 to be overcome in order to operate the control rod 75, even if the linkage 72, 71, 70, 68 by the position of the fuel adjustment curve 65 is fixed immovably. _

Die Steuereinrichtung schließt außerdem eine Ladedruckrückstelleinrichtung ein, die wirksam wird, um die Kraftstoffzufuhr zur Maschine 1 zu verringern und den Ausgleichhebel 48 wieder auszugleichen, wenn der augenblickliche Ladedruck unter den durch die Ladedruckeinstellkurve 51 eingestellten Ladedruck fallen sollte. Diese Situation kann beispielsweise über der kritischen Höhe auftreten, wenn der Servokolben 36 das Ende seines Weges erreicht und die Turbokompressoranlage sich mit ihrer Grenzdrehzahl dreht, der in der Leitung 6 erhaltene Ladedruck dessenungeachtet aber infolge des geringeren Außenluftdrucks unter dem für die gewählte Leistungseinstellung erforderlichen Druck liegt.The control device also includes a boost pressure reset device that is effective to reduce the fuel supply to engine 1 and rebalance the balance lever 48, when the instantaneous boost pressure is below that set by the boost pressure setting curve 51 Boost pressure should drop. This situation can occur, for example, above the critical height, when the servo piston 36 reaches the end of its travel and the turbo compressor system rotates at its limit speed, but the boost pressure received in line 6 regardless as a result of the lower outside air pressure below that required for the selected output setting Pressure lies.

Die Ladedruckrückstelleinrichtung weist einen Rückstellkolben 85 auf, der in einem Zylinder 86 angeordnet ist, dessen oberes Ende über eine hydraulische Leitung 87 mit dem oberen Ende des Servozylinders 37 verbunden ist, d. h. dem Ende des Servozylinders, dem Druckflüssigkeit zugeführt wird, um die Drehzahl der Turbokompressoranlage zu erhöhen. Zwischen der Unterseite des Rückstejlkolbens 85 und dem benachbarten Ende des Zylinders 86 ist eine steife Feder 88 angeordnet. Mit der Stange 50 und damit mit dem Ausgleichhebel 48 ist über eine Ladedrückrückstellfeder 90 eine an dem Kolben 85 befestigte Stange 89 verbunden. Die Stange 89 ist außerdem über das Gestänge 91, 78 mit dem Ausgleicharm 70 verbunden, welcher einen Teil der Kraftstoffsteuereinrichtung bildet.The boost pressure reset device has a reset piston 85 which is located in a cylinder 86 is arranged, the upper end of which via a hydraulic line 87 to the upper end of the Servo cylinder 37 is connected, d. H. the end of the servo cylinder to which hydraulic fluid is supplied is used to increase the speed of the turbo compressor system. Between the underside of the return piston 85 and the adjacent end of the cylinder 86, a stiff spring 88 is arranged. With the The rod 50, and thus with the compensating lever 48, is connected via a loading pressure return spring 90 Rod 89 attached to piston 85 is connected. The rod 89 is also via the linkage 91, 78 connected to the balance arm 70 which forms part of the fuel control device.

Bei normalem Betrieb bewirkt jeder Abfall des Ladedrucks unter den gewählten Druck, daß sich die Stange 43 und damit der Schieber 40 nach oben bewegt, um Druckflüssigkeit auf die Oberseite des Servokölbens 36 zu bringen und so die Drehzahleinstellung des dem Turbokompressbr zugeordneten Reglers 20 zu erhöhen, bis der erhöhte Druck auf die Membran 44 den Schieber 40 in seine Mittellage zurückführt. Unter diesen Bedingungen hält die unter dem Rückstellkolben 85 angeordnete Feder 88 diesen Kolben in seiner oberen Stellung. Wenn aber aus irgendeinem Grund der Kolben 36 nicht mehr bewegt werden kann, um die Drehzahl des Turbokompressors zu erhöhen — z. B. wenn er das Ende seines Weges erreicht oder auf einen Widerstand stößt — baut sich in dem Servozylinder 37 und damit in der Leitung 87 und in dem Zylinder 86 oberhalb des Kolbens 85 ein Druck auf, bis die Kraft der Feder 88 überwunden wird und sich die Stange 89 nach unten bewegt. Die nach unten gerichtete Bewegung der Stange 89 bewirkt über das Gestänge 91, 78, 70, 71, 72, 74, 75, daß die der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge auf einen dem geringeren Ladedruck entsprechenden Wert verringert wird. Durch die Abwärtsbewegung der Stange 89 wird außerdem über die Rückstellfeder 90 ein ausgleichender Druck auf den Ausgleichbalken 48 in entgegengesetzter Richtung zu der Ladedruckfeder 52 ausgeübt, und der Balken 48 wird dann bei dem verringerten Ladedruck ausbalanciert. In normal operation, any drop in boost pressure below the selected pressure will cause the rod 43 and thus the slide 40 moves upwards in order to apply pressure fluid to the top of the Bring servo piston 36 and so the speed setting of the controller 20 assigned to the turbo compressor until the increased pressure is reached the membrane 44 returns the slide 40 to its central position. Holds under these conditions the arranged under the return piston 85 spring 88 this piston in its upper position. But if for any reason the piston 36 can no longer be moved to the speed of the To increase turbo compressor - z. B. when it reaches the end of its path or encounters resistance - builds up in the servo cylinder 37 and thus in the line 87 and in the cylinder 86 above the piston 85 a pressure until the Force of the spring 88 is overcome and the rod 89 moves down. The downward one Movement of the rod 89 causes the linkage 91, 78, 70, 71, 72, 74, 75 that the The amount of fuel supplied to the engine to a value corresponding to the lower boost pressure is decreased. The downward movement of the rod 89 also causes the return spring 90 a balancing pressure on the balancing beam 48 in the opposite direction to that Boost pressure spring 52 is applied and the beam 48 is then balanced at the reduced boost pressure.

In Fig. 2 ist eine andere Bauart eines Umlauf-Differentialgetriebes dargestellt. In dieser Figur . sind die den in Fig. 1 dargestellten Elementen entsprechenden Hauptteile aus Zweckmäßigkeitsgründen mit denselben Bezugszeichen versehen. Das vordere Ende 15 der Maschinenkurbelwelle ist koaxial mit und hinter den beiden Luftschrauben- ■ wellen 9 und 10 angeordnet und mit einem Sonnenrad 16 verbunden, das mit den das Sonnenrad umgebenden Planetenrädern kämmt, von denen nur das Planetenrad 17 gezeigt ist. Die Planetenräder sind in Lagern abgestützt, die in dem Planetenradträger 14 vorgesehen sind, der mit der Welle 9 der vorderen Luftschraube starr verbunden ist. Die Planetenräder 17 kämmen außerdem mit dem Innenzahnkranz 18, der mit der Welle 10 der hinteren Luftschraube verbunden ist. In diesem Ausführungsbeispiel kämmt jedoch mit einem an dem Zahnkranz 18 befestigten Zahnkranz 100 das Ritzel 12 auf der Turbokompressorwelle 11. Auf diese Weise ist die Turbokompressoranlage mit der hinteren Luftschraube 8, statt wie in Fig. 1 mit der vorderen Luftschraube, direkt gekuppelt. Die vordere Luftschraube 7 ist in diesem Fall mit dem Steg bzw. Planetenträger 14 verbunden, und das Übersetzungsverhältnis zwischen den drei rotierenden Hauptelementen 16, 14, 18 ist auf diese Weise geändert.In Fig. 2 is another type of epicyclic differential gear shown. In this figure. are the elements corresponding to those shown in FIG For reasons of convenience, main parts have been given the same reference numerals. The front end 15 of the engine crankshaft is arranged coaxially with and behind the two propeller shafts 9 and 10 and with a sun gear 16 connected, which meshes with the planet gears surrounding the sun gear, of which only the planet gear 17 is shown. The planet gears are supported in bearings in the planet carrier 14 are provided, which is rigidly connected to the shaft 9 of the front propeller. the Planet gears 17 also mesh with the internal ring gear 18 with the shaft 10 of the rear Propeller is connected. In this embodiment, however, combs with one on that Ring gear 18 attached ring gear 100 the pinion 12 on the turbo compressor shaft 11. On this Way is the turbo compressor system with the rear propeller 8, instead of as in Fig. 1 with the front propeller, directly coupled. The front propeller 7 is in this case with the Web or planet carrier 14 connected, and the transmission ratio between the three rotating Main elements 16, 14, 18 is this way changed.

Die hydraulischen Verbindungen 23, 24, 30 und 31 zwischen den beiden Reglereinheiten 20 und 25 und den Luftschraubenverstelleinrichtungen 22 und 29 sind zu Ringnuten in einem starr mit dem Getriebegehäuse 99 verbundenen feststehenden Teil 101 geführt. Die Druckflüssigkeit wird durch mehrere radiale Bohrungen in einer mit dem Sonnenrad 16 verbundenen Zwischenwelle 102, von denen nur eine bei 103 gezeigt ist, zu vier konzentrischen Leitungen übertragen, welche durch rohrförmige Bauteile 104, 105, 106 und 107 innerhalb i°5 der inneren Propellerwelle 9 gebildet sind.The hydraulic connections 23, 24, 30 and 31 between the two control units 20 and 25 and the propeller adjustment devices 22 and 29 are formed into annular grooves in a rigid manner with the gear housing 99 connected fixed part 101 out. The hydraulic fluid is through a plurality of radial bores in an intermediate shaft 102 connected to the sun gear 16, from only one of which is shown at 103, is transmitted to four concentric conduits which are passed through tubular Components 104, 105, 106 and 107 within i ° 5 the inner propeller shaft 9 are formed.

Außerdem sind Mittel vorgesehen, durch die eine Anzeige der Drehmomentverteilung zwischen den verschiedenen Elementen des Getriebes erhalten wird. Da das Übersetzungsverhältnis des Umlaufgetriebes, d. h. das Verhältnis des mechanischen Nutzens zwischen der Kurbelwelle 15 und dem Steg 14 zu dem mechanischen Nutzen zwischen der Kurbelwelle 15 und dem Zahnkranz 18 bekannt ist, reicht es im vorliegenden Beispiel aus, nur eine Anzeige der Drehmomentbelastung an der Kurbelwelle zu erhalten. Zu diesem Zweck ist das vordere Ende der Kurbelwelle 15 mit einem Radialflansch 108 versehen, der die Rückplatte einer Steggruppe bzw. eines Planetenträgers eines zweiten Umlaufgetriebes bildet, deren vordere Platte 109 mittels Bolzen bzw. Säulen starr mit der hinteren Platte 108 verbunden und frei drehbar in einem Lager 110 gelagert ist, das sich in einem festen Teil des Gehäuses abstützt. An im Winkel im Abstand stehenden Punkten sind an dem Steg mehrere Planeten-In addition, means are provided through which an indication of the torque distribution between the various elements of the transmission is obtained. Since the gear ratio of the epicyclic gear, d. H. the ratio of mechanical benefits between the crankshaft 15 and the web 14 is known to the mechanical benefit between the crankshaft 15 and the ring gear 18, In the present example, it is sufficient to only display the torque load on the crankshaft to obtain. For this purpose the front end of the crankshaft 15 is provided with a radial flange 108 provided, which is the back plate of a web group or a planet carrier of a second epicyclic gear forms, the front plate 109 of which is rigidly connected to the rear plate by means of bolts or columns 108 connected and freely rotatable in a bearing 110 is stored, which is supported in a fixed part of the housing. At angled at a distance Points are several planetary

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räder in gelagert. Jedes Planetenrad in kämmt mit einem Sonnenrad 112, das an der Zwischenwelle 102 vorgesehen und damit mit dem Sonnenrad 16 verbunden ist, und außerdem mit einem innenverzahnten Zahnkranz 113, der die Reaktionskraft aufnimmt. Dieser Zahnkranz 113 ist mittels eines Bolzens. 114 mit einer Kolbenstange 115 verbunden, die ihrerseits mit einem nicht gezeigten Kolben in Verbindung steht, der in einem feststehenden hydraulischen Zylinder 116 arbeitet. Der in dem Zylinder 116 entwickelte Druck wird zu irgendeiner entsprechenden Anzeige oder Überwachungseinrichtung geführt, Da als solches eine der bekannten Einrichtungen verwendet werden kann, ist eine ins einzelne gehende Beschreibung nicht erforderlich.wheels in stored. Each planet gear meshes in with a sun gear 112, which is provided on the intermediate shaft 102 and thus with the sun gear 16 is connected, and also with an internally toothed ring gear 113, which receives the reaction force. This ring gear 113 is by means of a bolt. 114 connected to a piston rod 115, which in turn is connected to a piston, not shown, in a stationary one hydraulic cylinder 116 works. The pressure developed in the cylinder 116 becomes any corresponding display or monitoring device led, As such one of the known Facilities can be used is not a detailed description necessary.

Es versteht sich, daß das Differentialgetriebe irgendeine einer Anzahl verschiedener Ausführungsformen annehmen kann, die; von den Betriebsbedingungen, unter denen die Maschinenanlage verwendet werden soll, der Charakteristik der Antriebsmaschinen, des Kompressors und der Luftschrauben und anderen Faktoren abhängt. Zwei vereinfachte alternative Umlaufdifferentialgetriebe sind als Beispiel in Fig. 3 und 4 dargestellt. In Fig. 3 ist die Turbokompressorwelle 11 mit einem Ritzel 12 verbunden, welches mit einem Zahnkranz 120 kämmt, der mit einem Steg bzw: Planetenträger 121 verbunden ist, der seinerseits feste Verbindung mit der hinteren Luftschraube 8 aufweist. Die Turbokompressoranlage ist damit mechanisch direkt mit dem hinteren Propeller gekuppelt. Das vordere Ende der Maschinenkurbelwelle 15 ist mit einem ersten Sonnenrad 122 verbunden, während ein zweites gleichachsig angeordnetes Sonnenrad 123 von größerem Teilkreisdurchmesser mit der vorderen Luftschraube 7 in Verbindung steht. Auf in dem Steg 121 vorgesehenen Wellen sind mehrere Planetenradgruppen gelagert, von denen jede zwei gleichachsige Planetenträger 124 und 125 mit verschiedenem Teilkreisdurchmesser umfaßt, die beide aus einem Stück gebildet sind und mit dem Sonnenrad 123 bzw. 122 kämmen. Die von der Kurbelwelle 15 abgegebene Leistung wird damit gemäß dem mechanischen Nutzen des Getriebes zwischen dem Sonnenrad 123 und dem Steg 121 und damit zwischen den beiden Luftschrauben 7 und 8 auf-. geteilt.It will be understood that the differential gear can be any of a number of different embodiments can assume that; on the operating conditions under which the machinery is used the characteristics of the prime movers, the compressor and the propellers and other factors. Two simplified alternative epicyclic differentials are shown as an example in Figs. In Fig. 3, the turbo compressor shaft 11 is with a Pinion 12 connected, which meshes with a ring gear 120 with a web or: planet carrier 121 is connected, which in turn has a fixed connection to the rear propeller 8. The turbo compressor system is mechanically coupled directly to the rear propeller. The front end of the engine crankshaft 15 is connected to a first sun gear 122 while a second coaxially arranged sun gear 123 of larger pitch circle diameter with the front propeller 7 is in communication. There are several shafts provided in the web 121 Planetary gear groups stored, each of which has two coaxial planetary carriers 124 and 125 with different Includes pitch circle diameter, both of which are formed in one piece and with the sun gear 123 or 122 comb. The power output by the crankshaft 15 is thus according to the mechanical benefit of the transmission between the sun gear 123 and the web 121 and thus between the two propellers 7 and 8. divided.

Die in Fig. 4 dargestellte Anordnung entspricht der Anordnung in Fig. 2, bei der die Turbokompressorwelle 11 und das zu dieser gehörige Ritzel 12 so angordnet sind, daß das letztere mit einem Zahnkranz 100 kämmt, der mit dem Zahnkranz 18 in Verbindung steht, nur daß hier die Kurbelwelle 15 mit dem Sonnenradio direkt verbunden ist.The arrangement shown in Fig. 4 corresponds to the arrangement in Fig. 2, in which the turbo compressor shaft 11 and the pinion 12 belonging to this are arranged so that the latter with a ring gear 100 meshes, which is in communication with the ring gear 18, only that here the Crankshaft 15 is directly connected to the solar radio is.

Claims

PATENT CLAIMS:

i; Aircraft engine with an internal combustion piston engine and a turbine driven by their exhaust gases as prime movers for two independently rotating Propellers, at least one of which is an adjustable propeller, the turbine also drives a compressor charging the piston engine, characterized in that that a prime mover (1) with the power-absorbing element (16) one Differential gear is connected, one of which is a power output element (14) with the one Propeller (7) and its other power-emitting element (18) with the other propeller (8) is connected, and that the second drive machine (2) is directly connected to the one power output element (14) of the differential gear or its assigned propeller (7) with a fixed transmission ratio connected directly.

2. Aircraft engine according to claim 1, characterized in that the turbine (2) directly with one propeller (7) and the piston engine (1) via the differential gear (16, 17, 14, 18) with the other propeller (8) and the turbo compressor unit (2, 4) is connected.

3. Aircraft engine according to claim 1 or 2 with one monitoring the operation of the machine Main control unit and two adjustment propellers, their adjustment units from speed controllers are operated, characterized in that the speed controller (25), which the pitch of the propeller directly the Piston engine (1) assigned propeller (8) changed, driven by the piston engine and receives its setting from the speed cam (64) of the main control unit, so that this controller tends to match the setting of the main control unit To keep the speed of the piston engine essentially constant, and that the other propeller (7) assigned Controller (20) is driven by the turbine (2). and its setting by a boost pressure regulator (36 to 47) receives its setting from the boost pressure cam (51) of the main control unit is controlled so that this controller endeavors to regulate the turbine speed so that - as far as possible - the the boost pressure corresponding to the setting of the main control unit is kept constant.

4. Aircraft engine according to claim 3 with an internal combustion piston engine with fuel injection and device for regulating the amount of fuel supplied to the machine per revolution, characterized in that the main control device apart from setting the speed controller (25) of the piston engine and of the boost pressure regulator (36 to 47) controlling the speed regulator (20) of the turbine (2) the setting of the control element (75) of the fuel injection pump (76) is determined so that with This main control unit controls the power output of the engine and the fuel-air ratio the charge supplied to the piston engine is controlled.

509 656/314,

N 8294 XI/62 cN 8294 XI / 62 c

5- aircraft engine according to claim ι to 4, characterized in that the differential gear is an epicyclic gear and the two Propellers, the epicyclic gearbox and at least one of the prime movers on the same axis are arranged.

6. aircraft engine according to claim 1 to 5, characterized in that the differential gear is designed so that the transmission ratio between the power absorbing Element and the one power-emitting element of that between the power-consuming element and the different performance-releasing element.

7. aircraft engine according to claim 1 to '6, characterized by the differential gear associated torque meter, which is arranged so that with its help the torque distribution on the two propellers is determinable.

8. aircraft engine according to claim 1 to 7, characterized by at least one of the Associated with propellers or prime movers, responsive to overspeed Regulator, which reduces or interrupts the fuel supply to the piston engine, when the speed of the propeller or prime mover exceeds a predetermined limit should exceed.

9. aircraft engine according to claim 1 to 8, characterized in that the differential gear a first sun gear (122) driven by one of the prime movers and a coaxially arranged, independently rotating and with one propeller (7) connected second sun gear (123), one connected to the other propeller (8) and from the other drive machine driven web (121) and at least one on the Web-mounted planetary gear group includes which of two rotating together and with the first and second sun gear meshing pinions (124, 125) of the same position \ vird.

Referred publications:
German patent specification No. 876 041.

1 sheet of drawings

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