DE1048090B - Anlasserturbine mit einem Regelorgan zur Steuerung des wirksamen Durchflusses - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlasserturbine mit einem Regelorgan zur Steuerung des wirksamen Durchflusses.

Während des Anlaßvorgangs muß eine Turbine dieser Art in den ersten Anlaßstufen die Reibungsund Luftwiderstandsverluste sowie andere, bei der anfänglichen Beschleunigung der Maschine auftretende Trägheitsmomente überwinden. Die Anlasserturtüne, welche im allgemeinen so übersetzt ist, daß sie mit einer höheren Drehzahl als die Hauptmaschine läuft, wird später entlastet, wobei die Gefahr besteht, daß sie eine zu hohe Drehzahl annimmt . oder durchgeht.

Um das Gewicht eines Flugzeuges möglichst gering zu halten, ist es erwünscht, zum Anlassen nach Möglichkeit eine Druckmittelanlage des Flugplatzes zu verwenden, so· daß das Flugzeug von dem Gewicht der Anlage befreit wird, welche zur Lieferung der erforderlichen Anlaß druckluft nötig wäre. Da das Anlassen auf verschiedenen Flugplätzen vorgenommen werden muß und nach Möglichkeit auf Flugplätzen in verschiedenen Ländern ohne weiteres möglich sein soll, muß damit gerechnet werden, daß die auf den verschiedenen Flugplätzen zur Verfügung stehenden Druckmittel auf unterschiedlichen Druck genormt sind, so daß beispielsweise auf einem Flugplatz ein Druck von 5 atm verfügbar sein kann, während vielleicht auf einem anderen Flugplatz nur ein Druck von 2 atm vorhanden ist. Falls nun die Anlasserturbine so ausgelegt ist, daß mit einem Druck von 2 atm der Anlaßvorgang einwandfrei ausgeführt werden kann, ist es offensichtlich unerwünscht, ein Reduzierventil zu verwenden, falls ein Druck von 5 atm zur Verfügung steht, wodurch ein beträchtlicher Teil der in dem Druckmittel vorhandenen Energie unausgenutzt bliebe. Vielmehr wäre es sehr viel vorteilhafter, den Vorteil des höheren Drucks auszunutzen, um die Dauer des Anlaßvorgangs abzukürzen.

Έ-s sind zwar bereits Anlasserturbinen bekannt, die ein Regelorgan zur Steuerung des wirksamen Durchflusses aufweisen, welches durch das Ausgangsdrehmoment der Anlasserturbine gegen ein elastisches Rückstellmittel in Richtung des Maximalflusses verstellt bzw. gehalten wird.

Bei den bekannten Anordnungen ist jedoch die Rückstellkraft unabhängig vom Druck des Antriebsmittels, da sie durch eine Feder erzeugt wird. Aus diesem Grunde würde bei der Anwendung höherer Drücke die Gefahr des Durchgehens der Turbine in unzulässiger Weise erhöht werden. Die bisher bekannten Einrichtungen konnten daher aus Sicherheitsgründen nur mit einem Reduzierventil verwendet werden, in welchem der Druck des gelieferten Druckmittels auf den Minimalwert verringert wird, für Anlasserturbine mit einem Regelorgan zur Steuerung des wirksamen Durchflusses

Anmelder:

The Plessey Company Limited,
Ilford, Essex (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz, Patentanwalt,
München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte' Priorität:
Großbritannien vom 20. Mai 1955

David Roy Trowbridge, Ilford, Essex,

Norman Moss, London,
und Leonard Glover, Upminster, Essex

(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

welchen der Anlasser ausgelegt ist, d. h. im obigen Beispiel auf 2 atm.

Das Ziel der Erfindung liegt daher in der Schaffung einer Einrichtung, welche es ermöglicht, den gesamten Druck des Druckmittels auszunutzen und damit das Anlassen der Hauptturbine in der kürzest möglichen Zeit durchzuführen.

Erfindungsgemäß wird dies durch eine Vorrichtung, welche die Rückstellkraft in Abhängigkeit vom Druck des Antriebsmittels der Anlasserturbine ändert, erreicht.

Zweckmäßig wird als Rückstellmittel ein an die zum Betriebe der Anlasserturbine verwendete Druckmittelquelle angeschlossener Zylinder verwendet.

Eine beispielsweise Ausführung der Erfindung ist in der einzigen Abbildung der Zeichnung dargestellt, die in perspektivischer Darstellung schematisch die Regeleinrichtung einer Anlasserturbine zeigt.

In der Zeichnung ist die Anlasserturbine α dargestellt, welche über ein Planetengetriebe mit der Welle b einer Maschine verbunden ist. Das Planetengetriebe besteht im wesentlichen aus dem von der Turbine angetriebenen inneren Zentralrad c, welches in die Planetenzahnräder d eingreift. Diese sind in dem an der Welle f befestigten drehbaren Planetenradträger e gelagert und greifen in das mit Innenzahnung versehene, feststehende äußere Zentralrad g

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ein. Die Welle / ist über ein nur in einer Richtung eingreifendes Zahnrad fo mit der Maschinenwelle b verbunden. Von dem äußeren Zentralrad g steht die Nase i ab. Zwischen diese Nase und den feststehenden Teil k greift die Vorrichtung p. an, welche die elastische Rückstellkraft erzeugt, die dem Gegendrehmoment am äußeren Zentralrad g einen Widerstand entgegensetzt.

Diese Vorrichtung besteht aus einem druckbetätigten Kolben oder Balg p, welcher über eine Anzapfung q' an der Zuleitung q des Antriebsmittels der Turbine durch dieses Antriebsmittel betätigt wird. Die elastische Rückstellkraft ist daher eine Funktion des Druckes des Antriebsmittels der Turbine.

Zur Regelung des durch die Turbine α fließenden Gases sitzt an der Betätigungswelle / eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Durchflusses des Antriebsmittels durch die Turbine a. An der Betätigungswelle I ist ein Arm m mit einem länglichen Schlitz η befestigt. In den Schlitz η greift der vom äußeren Zentralrad g abstehende Stift 0 ein. Die Düsen können aus Schaufeln gebildet sein, welche schwenkbar gelagert und über entsprechende Verbindungsglieder mit der Welle / verbunden sind, so daß eine Drehung des äußeren Zentralrads g eine Schwenkung der Düsenschaufeln bewirkt.

Beim Beginn des Anlaßvorgangs steht die Vorrichtung p in der einen Grenzstellung, da kein Gegendrehmoment vorhanden ist. Die Düsenschaufeln sind in der bestimmten, nahezu geschlossenen Stellung. Wenn die Turbine anläuft und der tote Gang des Getriebes und jedes andere vorkommende Spiel geschlossen sind, wird ein bestimmtes Drehmoment über das Planetengetriebe übertragen. Das Gegendrehmoment am äußeren Zentralrad g übt eine entsprechende Kraft auf die Vorrichtung p aus, wodurch eine gewisse Drehbewegung des Zentralrads g erzeugt wird. Über den Arm an der Welle / und die entsprechenden Verbindungsglieder wird dadurch eine Bewegung der Düsenschaufeln hervorgerufen, so daß diese eine größere Menge Gas oder Luft einlassen. Dadurch wird das von der Turbine α abgegebene Drehmoment vergrößert und in entsprechendem Maße auch das Gegendrehmoment am äußeren Zentralrad g. Dies bewirkt wiederum eine weitere Bewegung der Düsenschaufeln in der bereits beschriebenen Weise. Auf diese Weise erhöht sich die Menge des durch die Turbine strömenden Antriebsmittels fortlaufend so lange, bis die Düsenschaufeln voll geöffnet sind.

Am Ende des Anlaßvorgangs, wenn das Drehmoment des Anlassers notwendigerweise abnehmen muß, wird ein Punkt erreicht, bei welchem die der Vorrichtung ρ entgegenwirkende Kraft so stark abnimmt, daß der Mechanismus eine Bewegung ausführt, die eine Verringerung der Strömungsmenge des Gases verursacht. In umgekehrter Weise wie beim Beginn wird nun eine ständig abnehmende Menge des Antriebsmittels durch die Turbine fließen, bis die Mindestmenge erreicht wird. Diese Mindestströmung reicht nicht aus, um ein Durchgehen der Turbine hervorzurufen, obwohl bei vorliegender Erfindung die Anfangsströmung im stationären Zustand im wesentlichen die gleiche ist wie bei hoher Drehzahl. Es muß nämlich berücksichtigt werden, daß bei einer bestimmten Durchflußmenge des Antriebsmittels das Drehmoment einer Turbine abnimmt, wenn sich die Drehzahl erhöht.

Aus diesem Grund ist das Drehmoment bei hoher Drehzahl nicht ausreichend/ um die Rückstellkraft der Vorrichtung p zu überwinden, so daß die Regeleinrichtung in geschlossenem Zustand bleibt.

Wenn der Anlasser mit niedrigem Druck betrieben wird, werden die von der Vorrichtung p erzeugte Rückstellkraft und damit auch das Abschaltdrehmoment entsprechend niedrig sein, während beim Betrieb mit einer Quelle hohen Druckes das Abschaltdrehmoment entsprechend hoch sein wird. Diese Eigenschaft verhindert, daß die Drehzahl der Turbine unzulässig hoch wird, wenn die Anlasserturbine mit einem Antriebsmittel hohen Druckes betrieben wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anlasserturbine mit einem Regelorgan zur Steuerung des wirksamen Durchflusses, welches durch das Ausgangsdrehmoment der Anlasserturbine gegen ein elastisches Rückstellmittel in Richtung des Maximaldurchflusses verstellt bzw. gehalten wird, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, welche die Rückstellkraft in Abhängigkeit vom Druck des Antriebsmittels der Anlasserturbine ändert.

2. Anlasserturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückstellmittel ein an die zum Betriebe der Anlasserturbine verwendete Druckmittelquelle angeschlossener Zylinder (/>) verwendet ist.

3. Anlasserturbine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Rückstellmittel zusammenarbeitende Steuerorgan (I) eine Drosselvorrichtung für den zu den Turbinenlaufschaufeln führenden Druckmittelkanal enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 685 428, 2 609 661.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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