DE2224882A1 - Temperaturkompensationsvorrichtung - Google Patents

Description

Temperaturkompensationsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperaturkompensationsvorrichtung für Treibstoffregel- oder Analogsysteme und insbesondere auf eine Temperaturkompensationsvorrichtung für die Regelung von Treibstoff in ein Gasturbinentriebwerk, die Abtast- und !Compensationsfaltenbälge enthält, die mit einem gasförmigen, auf Temperatur ansprechendes Strömungsmittel gefüllt sind.

Bei Treibstoffregelsystemen, die die Treibstoffströmung in einem Gasturbinentriebwerk bemessen, tritt die Schwierigkeit auf, die Einflüsse von Veränderungen in der Temperatur des Treibstoffes innerhalb der Tiegelvorrichtung selbst zu verhindern, die nicht Veränderungen in der Luft oder anderen abzutastenden Medien zuzuschreiben sind. Es ist bekannt, innerhalb des Bereiches des abgetasteten Mediums einen Kolben anzuordnen und den Kolben mit einem expansierbaren Abtastfaltenbalg innerhalb einer Treibstoffregelvorrichtung zu verbinden. Der Faltenbalg und

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der Kolben sind mit einem auf Temperatur ansprechenden Strömungsmittel geladen, das volumetrische Änderungen innerhalb des abtastenden Paltenfealges hervorruft, die den Temperaturänderungen des abgetasteten Mediums proportional sind. Ein kompensierender Faltenbalg ist erforderlich, um Änderungen der Umgebungstemperatur innerhalb der Regelung einzustellen, die volumetrische Änderungen innerhalb des abtastenden Faltenbalges beeinflussen und Fehler in die abgemessene Treibstoffströmung bringen.

Bisher sind die abtastenden und kompensierenden Faltenbälge derart angeordnet worden, daß sie mit den Änderungen der Umgebungstemperatur innerhalb der Regelung expandieren und kontraktieren, und der resultierende Kompensationseffekt ist durch eine Verbindungsanordnung herbeigeführt worden. Der Nachteil dieses Typs eines Kompensationssystems besteht darin, daß sowohl der abtastende Faltenbalg als auch der kompensierende Faltenbalg mit einer inkompressiblen Flüssigkeit gefüllt werden muß, um auf diese Weise die erforderlichen volumentrischen Änderungen mit der Änderung der Umgebungstemperatur sicherzustellen. Flüssigkeiten haben jedoch hohe Dichten im Vergleich zu Gasen und sind deshalb nicht so gut geeignet für eine Verwendung als auf die Temperatur ansprechende Strömungsmittel. Ein gasförmiges Strömungsmittel wie z.B. Luft würde vorzuziehen sein, um die Gesamtansprechzeit der Treibstoffregelung zu verkleinern; Gase sind jedoch bisher wegen ihrer Kompressibilität nicht verwendet worden, die sie für eine Verwendung in herkömmlichen Typen von Temperaturkompensationsvorrichtungen ungeeignet machen.

Es ist deshalb eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Temperaturkompensationsvorrichtung für eine Verwendung in einem Treibstoffregelsystem zu schaffen, wobei die Vorrichtung durch die Verwendung eines gasförmigen, auf Temperatur ansprechenden Strömungsmittels eine vergrößerte Ansprechzeit haben soll.

Eine erfindungsgemäße Temperaturkompensationsvorrichtung weist ein Gehäuse mit einer darin befindlichen Kammer auf. Die Kammer

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enthält ein expandierbares und kontraktierbares Abtastelement, das für eine Expansion und Kontraktion in nur einer, im allgemeinen linearen Richtung geeignet ist. Ein Temperaturabtastkolben ist in den abzutastenden Medien angeordnet und mit dem Abtastelement durch eine Rohrleitung verbunden. Innerhalb des Gehäuses ist auch ein expandierbares und kontraktierbares Kompensationsteil angeordnet und nur in einer Richtung expandierbar, die zur Expansion des Abtastelementes entgegengesetzt ist. Das Abtastelement, der abtastende Kolben und das Kompensationsteil sind alle mit einem gasförmigen, auf Temperatur ansprechenden Strömungsmittel gefüllt. Das Kompensationsteil ist mit dem Abtastelement verbunden, um volumetrische Änderungen in einem der Teile zu verhindern, die anderenfalls aus Veränderungen in* der Umgebungstemperatur innerhalb des Gehäuses resultieren wurden. Es können auch Mittel zur Umwandlung der volumetrischen Änderungen des Abtastelementes in eine Verbindungsbewegung vorgesehen sein.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsdarstellung der erfindungsgemäßen Temperaturkompensationsvorrichtung in Verbindung mit einem Servomechanismus.

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsdarstellung der Temperaturkompensationsvorrichtung gemäß Fig. 1 in Verbindung mit einem anderen Typ eines Servomechanismus.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Temperaturkompensationsvorrichtung allgemein dargestellt, die einen bei 10 gezeigten Teil eines Gehäuses für eine Treibstoffregelvorrichtung enthält, wie sie in ein Gasturbinentriebwerk eingebaut sein kann. Das Gehäuse 10 enthält eine Kammer 12, in der ein expandierbarer und kontraktierbarer Temperaturabtast-F_altenbalg 16 und ein expandierbarer

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und kontraktierbarer Kompensationsfaltenbalg 18 angebracht ist. Ein Temperaturabtastkolben 22 kann in der Triebwerkseinlaßluft angeordnet sein und wird mit dem Abtastkolben 16 durch ein Kapillarrohr 20 in Verbindung gehalten. Der Temperaturabtast-Platenbalg 16 und der Kompensations-Paltenbalg 18 sind an dem Gehäusewandteil 24 bzw. dem zylindrischen Planschteil 26 starr angebracht und für eine Expansion in nur entgegengesetzten linearen Richtungen angeordnet, 30 daß ein'Anstieg oder Abfall im Druck von einem der beiden Faltenbälge von einem entsprechenden Anstieg oder Abfall in dem entgegengesetzten Faltenbalg begleitet ist. Eine Verbindung zwischen den zwei gegenüberliegenden Faltenbälgen wird durch ein Verbindungsglied 28 hergestellt, das bei dem Stift 32 drehbar an dem Hebelarm 30 angestiftet ist. Der. Hebelarm 30 ist an dem Gehäuse 10 durch eine Stiftverbindung 34 mit dem Plansch 36 schwenkbar angebracht, der von dem Gehäuse wegragt. Das andere Ende des Hebelarmes 30 endet in einem Servoventil 38 mit doppelter Prallplatte.

Innerhalb des Gehäusesvist eine zweite Kammer 44 gezeigt. Diese enthält einen Gleichgewichtskraftkolben 46, der in der Kammer 44 gleitend gehalten ist. Hochdruck-Servotreibstoff von einer nicht gezeigten Treibstoffpumpe tritt in die Kammer 44 durch eine Einlaßöffnung 47 und sich verengende öffnungen 48,48' ein und füllt die Kammer 44. Der Servotreibstoff tritt aus der Kammer 44 durch Leitungen 50 und 52 aus, die den Servotreibstoff durch öffnungen 40 bzw. 42 hindurch in die Kammer 12 leiten. Die schwenkbare Anordnung des eine doppelte Prallplatte aufweisenden Ventiles 38 regelt die Strömung des Treibstoffes durch die öffnungen 40 und 42 hindurch derart, daß eine Schwenkung des Hebelarmes 30 im Uhrzeigersinn die Neigung besitzt, die Strömung durch die öffnung 42 hindurch zu beschränken, während die Strömung durch die öffnung 40 hindurch vergrößert wird, und eine Schwenkung des Hebelarmes 30 im Gegenuhrzeigersinn beschränkt die Strömung durch die öffnung 40 hindurch, während die Strömung durch die öffnung 42 vergrößert wird. Der Hochdruck-Servo-Treibstoff erfährt einen Druckabfall, wenn er durch die öffnungen 40, 42 fließt, und füllt die Kammer 12 mit Niederdruck-

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Treibstoff, der anschließend durch die Auslaßöffnung 54 austritt. Wenn das Prallplattenventil 38 in eine Gleichgewichtslage geschwenkt ist, um für den gleichen Strömungsdurchsatz durch die öffnungen 40 und 42 zu sorgen, bleibt der Ausgleichskraftkolben 46 fest stehen und auf die sich gegenüberliegenden Flächen 56» 58 des Kolbens 46 wirken identische Servotreibstoffdrucke. Der Ausgleichskraftkolben kann durch einen O-Ring 54 gleitend mit den Innenwandflächen der Kammer 44 abgedichtet sein.

Eine Verbindungsstange 60, die durch die Wand des Gehäuses 10 hindurchführt, ist an der Stirnfläche 56 des Kolbens 46 starr angebracht und für eine Gleitbewegung relativ zur Wand des Gehäuses gehalten. Das Außenende der Stange 60 kann so verbunden sein, daß es ein Treibstoffmeßventil über eine nicht gezeigte Verbindungsvorrichtung beeinflußt, die in der Technik, der Treibstoffregeltechnik allgemein bekannt ist. Eine gegenüberliegende Verbindungsstange 62 ist an dem einen Ende mit der unterseitigen Stirnfläche 58 des Kolbens 46 starr verbunden und erstreckt sich von der Kammer 44 in die Kammer 12 durch eine innen liegende Abtrennung 64, die die zwei inneren Kammern unterteilt. Die Verbindungsstange 62 ist bezüglich der Abtrennung 64 gleitend gehalten. Das andere Ende der Verbindungsstange 62 liegt an dem einen Ende eines Hebelarmes 66 an, der bei 68 drehbar an einem Plansch 70 angestiftet ist, der von der Wand des Gehäuses 10 ausgeht. Das andere Ende des Hebelarmes 66 ist bei einem Stift 71 drehbar mit einer federnden Vorrichtung verbunden, die allgemein bei 72 gezeigt ist. Die federnde Vorrichtung 72 enthält einen Pedersitz 74, der mit dem Ende des Hebelarmes 66 bei dem Stift 71 drehbar verbunden ist und für eine Längsbewegung entlang des Stabes 76 gleitend gehalten ist. Der Stab 76 ist mit dem Gehäuse 10 starr verbunden. Dies geschieht entweder durch eine Preßpassung innerhalb eines zylinderförmigen Planschteiles 26 oder mittels einer Befestigungsstange 76 mit Halterungsschraube innerhalb des zylindrischen Flansches 26. Die Feder 78 ist zwischen dem Hebelarm 30 und dem Federsitz 74 angeordnet und weist genügend Elastizität auf, um das Prallplattenventil 38 in der Mittelstellung zu halten.

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Die Temperaturkompensations-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet in folgender Weise. Der Temperaturabtast-Faltenbalg 16, das Kapillarrohr 20 und der abtastende Kolben sind mit einem geeigneten, auf Temperatur ansprechenden Strömungsmittel gefüllt, das vorzugsweise ein Gas ist und sogar Luft sein kann. Ein gasförmiges, auf Temperatur ansprechendes Strömungsmittel ist gegenüber einer Flüssigkeit bevorzugt, da die kleinere Dichte eines Gases eine wesentlich schnellere Ansprechzeit für eine Veränderung in der Einlaßtemperatur gestattet. Ein Anstieg in der Triebwerkseinlaßtemperatur bewirkt einen entsprechenden Anstieg im Druck des Gases innerhalb des abtastenden Kolbens 22. Der erhöhte Druck innerhalb des abtastenden Kolbens wird durch das Kapillarrohr 20 übertragen und bewirkt, daß sich der abtastende Faltenbalg 16 ausdehnt. Die Expansion des abtastenden Faltenbalges bewegt das Ende des Verbindungsteiles von der Wand 24 weg, wodurch eine Drehung des Schwenkarmes 30 im Uhrzeigersinn um die Stiftverbindung 34 herum bewirkt wird. Die Drehung des Schwenkarmes 30 im Uhrzeigersinn bewegt das Prallplattenventil 38 nach unten und blockiert die Strömung von Servotreib3toff aus der öffnung 42 und gestattet eine größere Treibstoffströmung aus der öffnung 40. Die unterschiedlichen Strömungsleistungen bzw. Durchsatzmengen für den Hochdruck-Treibstoff, die durch die Leitungen 50 und 52 aus der Kammer 44 austritt, verursacht einen nicht im Gleichgewicht befindlichen Druckzustand innerhalb der Kammer 44, wodurch ein erhöhter Strömungsmitteldruck gegen die Stirnfläche 56 und ein verkleinerter Strömungsmitteldruck gegen die Stirnfläche 58 bewirkt wird. Der ungleiche Druckzustand führt dazu, daß sich der Kolben 46 nach unten verschiebt und dadurch eine Bewegung der Ve !>indungsstange 60 bewirkt,die eine Einstellung in der Geschwindigkeit bzw. der Durchsatzmenge der Treibstoffströmung zum Triebwerk über eine nicht gezeigte Betätigungsvorrichtung verursacht, um die Änderung in der Triebwerkseinlaßtemperatur zu kompensieren.

Auch die Verbindungsstange 62 bewegt sich nach unten und wirkt auf das Ende des Hebelarmes 66 ein, um eine Schwenkung im Uhrzeigersinn um den Verbindungsstift 68 herum zu bewirken. Das andere Ende des Hebelarmes 66 bewegt sich gegen den Federsitz 74,

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der entlang des Stabes 76 nach oben gleitet und die Feder 78 zusammendrückt, Die erhöhte Kompression der Feder 78 arbeitet gegen den Hebelarm 30, wodurch das Prallplattenventil 38 graduell gedrückt wird, um in die Mittelstellung zurückzukehren. Das System wird bei im Gleichgewicht befindlichen Servofcreibstoffdrucken auf beiden Seiten des Kolbens 46 wieder stabilisiert. Die erhöhte Einlaßtemperatur führte zu einer Abwärtsbewegung des Kolbens M6 in eine neue Stellung, die über eine Reihe nicht gezeigter Verbindungen eine Änderung im Durchsatz der Treibstoffströmung zu dem Triebwerk hervorrief, um die Änderung in der Triebwerkseinlaßtemperatur zu kompensieren.

Die erfindungsgemäße Anordnung des kompensierenden Faltenbalges 18 gestattet die Verwendung eines Gases al3 EemperaturempTindliches Strömungsmittel mit geringer Dichte. Der kompensierende Faltenbalg 18 arbeitet gegen den abtastenden Faltenbalg 16, um jede Expansion des abtastenden Faltenbalges 16 infolge von Veränderungen in der Umgebungstemperatur des die Kammer 12 füllenden Niederdruck-Servotreibstoffes zu verhindern. Das Erfordernis für einen kompensierenden Mechanismus bleibt klar, da die Geschwindigkeit bzw. der Durchsatz der Treibstoffströmung zum Triebwerk gegenüber der Temperatur des Servotreibstoffes innerhalb der Treibstoffregelung nicht empfindlich sein kann.Der kompensierende Faltenbalg gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung mit konstantem Volumen, die nur zum Ausgleich der auf die Verbindung 28 wirkenden Kräfte dient, im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen, die auf einer Volumenänderung innerhalb des kompensierenden Fältenbalges beruhten. Da die bekannten Vorrichtungen auf einer Volumenänderung in dem kompensierenden Faltenbalg beruhten, mußte eine inkompressible Flüssigkeit als temperaturempfindliches Strömungsmittel verwendet werden; die hohe Dichte von Flüssigkeiten im Vergleich zu Gasen verkleinerte jedoch wesentlich die Ansprechzeit der Treibstoffregelung.

Im Betrieb kann der kompensierende Faltenbalg 18 mit einem Druck gefüllt sein, der gleich dem Fülldruck des abtastenden Faltenbalges 16 ist, multipliziert mit dem Gasvolumen in dem abtastenden

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Faltenbalg 16, dividiert durch das Gesamtvolumen des Gases in dem abtastenden Kolben 22, dem Kapillarrohr 20 und dem abtastenden Faltenbalg 16. Ein Anstieg in der Umgebungstemperatur des die Kammer 12 füllenden Niederdruck-Servotreibstoffes bewirkt einen Druckanstieg innerhalb des abtastenden Faltenbalges 16 und des kompensierenden Faltenbalges 18. Da beide Faltenbälge für eine Expansion in nur jeweils entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind, und dem erhöhten Druck, der innerhalb des abtastenden Faltenbalges wirksam ist, ein gleicher erhöhter Druck innerhalb des kompensierenden Faltenbalges entgegengesetzt ist, führt die resultierende Wirkung zu einer Nullbewegung des Verbindungsgliedes 28 bei Änderungen in der Servotreibstofftemperatur.

Figur 2 zeigt die Anordnung der kompensierenden und abtastenden Faltenbälge gemäß Fig. 1, die in Verbindung mit einem Strahler-Servotyp der Treibstoffregelung verwendet ist. Ein Teil des Gehäuses 80 für eine Treibstoffregelvorrichtung ist in der Weise dargestellt, daß es eine Kammer 82 aufweist, in der ein expandierbarer und kontraktierbarer Kompensations-Faltenbalg 18' und ein expandierbarer und kontraktierbarer Temperaturabtast-Faltenbalg 16' angebracht ist. Ein Temperaturabtastkolben 22' kann in der Triebwerkseinlaßluft angeordnet sein und wird mit dem abtastenden Faltenbalg 16· über ein Kapillarrohr 20' in Verbindung gehalten. Der Temperaturabtpst-Faltenbalg 16' und der Kompensations-Faltenbalg 18' sind an dem Gehäusewandteil 84 bzw. im Flansch 86 starr angebracht und in entgegengesetzter Richtung angeordnet, so daß ein Anstieg oder Abfall im Druck von einem der beiden Faltenbälge von einem entsprechenden Anstieg oder Abfall in dem entgegengesetzten Faltenbalg begleitet ist. Eine Verbindung zwischen den zwei sich gegenüberliegenden Faltenbälgen wird durch ein Verbindungsglied 28* gebildet, das an dem Stift 32^f drehbar an dem Strahlrohr-Servoarm 88 angestiftet ist. Der Strahlrohr-Servoarm 88 ist an dem Gehäuse 80 durch eine Stiftverbindung 90 schwenkbar an dem Flansch 92 angebracht, der von dem Gehäuse ausgeht. Das andere Ende des Strahlrohr-Servoarmes endet in einer öffnung 94.

Eine zweite Kammer 44' mit im wesentlichen gleicher Konfiguration wie die Kammer 44 gemäß Fig. 1 ist innerhalb des Gehäuses 80

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gezeigt und enthält den gleichen Ausgleichskraftkolben 46' gemäß Pig.l, der innerhalb der Kammer gleitend gehalten ist. Hochdruck-Servotreibstoff tritt durch die Einlaßöffnung 96 in. das Gehäuse 80 ein und wird mittels einer internen Leitung 98 zur öffnung 94 am Ende des Strahlrohr-Servoarmes geleitet. Ein Teil der Leitung 98, der bei 100 dargestellt ist, ist flexibel, so daß er die Rotation des Strahlrohr-Servoarmes 88 um den Stift 90 herum nicht beeinträchtigen kann. Für einen stabilen Treibstoffregelzustand, der einer sich nicht verändernden Turbineneinlaßtemperatur entspricht, bleibt die öffnung 94 äquidistant zum Einlaß der Leitungen 102 und 104, wobei jede Leitung eine gleiche Menge an abgegebenem Servotreibstoff aufnimmt. Wenn die Strömung durch die Leitungen 102 und 104 im Gleichgewicht ist, bleibt der Ausgleichskraftkolben feststehend, wobei ein identischer Servotreibstoffdruck auf die sich gegenüberliegenden Stirnflächen 56' und 58' des Kolbens wirkt. Der Ausgleichskraftkolben kann durch den 0- -Ring 54' mit den Innenwandflächen der Kammer 44' gleitend abgedichtet sein. Eine Schwenkung des Strahlrohr-Servoarmes 88 im Uhrzeigersinn um den Stift 90 herum führt dazu, daß ein großer Teil der Strömung aus der öffnung 94 auf die Leitung 104 gerichtet wird, während eine Drehung im,Gegenuhrzeigersinn die Wirkung hat, daß ein größerer Brennstoffanteil auf die Leitung 102 gerichtet wird. Aus der öffnung 94 austretender Servotreibstoff, der von den Leitungen 102 und 104 nicht aufgenommen werden kann, fließt über und füllt die Kammer 82. Der Servotreibstoff erfährt einen Druckverlust, wenn er durch die öffnung 94 strömt, und der Niederdrucktreibstoff tritt durch die Auslaßöffnung 106 aus der Kammer 82 aus.

Die Verbindungsstange 60* ,die durch die Wand des Gehäuses 80 hindurchführt, ist an der Stirnfläche 56' des Kolbens 46' starr befestigt und für eine Gleitbewegung relativ zur Gehäusewandung gehalten. Das äußere Ende der Stange 60' kann zur Einwirkung auf ein Treibstoffmeßventil mit einr nicht gezeigten Verbindungseinrichtung verbunden sein, die in der Treibregeltechnik allgemein bekannt sind. Eine gegenüberliegende Verbindungsstange 62· ist an dem einen Ende mit der unterseitigen Stirnfläche 5&¹ des KoI-

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bens 46' starr verbunden und führt von der Kammer 44' in die Kammer 82 durch eine innere Abtrennung 64' hindurch, die die zwei Innenkammern unterteilt. Die Verbindungsstange 62' ist bezüglich der Abtrennung 64 · gleitend gehalten. Das andere Ende der Verbindungsstange 62' liegt an dem einen Ende eines Hebelarmes 108 an, der bei 68' mit dem Plansch 70^f drehbar verstiftet ist, der von der Gehäusewandung ausgeht. Das andere Ende des Hebelarmes 108 liegt an einer federnden Vorrichtung an, die insgesamt bei 110 gezeigt ist. Die federnde Einrichtung enthält einen Federsitz 112, der drehbar am Ende des Hebelarmes 108 anliegt. Die Feder 78' ist zwischen dem Strahlrohr-Servoarm 88 und dem Federsitz 112 angeordnet und weist genügend Elastizität auf, um den Strahlrohr-Servoarm 88 in der äquidistanten Lage zu halten.

Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise. Der Temperaturabtast-Faltenbalg I6¹, das Kapillarrohr 20· und der Abtastkolben 22' sind mit einem gasförmigen Strömungsmittel gefüllt und funktionieren in praktisch der gleichen Weise wie es vorstehend in Fig. 1 beschrieben wurde. Eine Ausdehnung des abtastenden Faltenbalges 16' bewirkt deshalb eine Drehung des Strahlrohr-Servoarmes 88 im Uhrzeigersinn und richtet einen im wesentlichen großen Anteil des aus der öffnung 94 austretenden Servotreibstoffes auf die Leitung 104. Die unterschiedlichen Strömungsdurchlässe für den durch die Leitungen 102 und 104 in die Kammer 44· eintretenden Treibstoff verursachen einen Ungleichgewichtszustand des Druckes innerhalb der Kammer 44', wodurch ein erhöhter Strömungsmitteldruck gegen die Stirnfläche 56' und ein kleinerer Strömungsmitteldruck gegen die Stirnfläche 58' entsteht. Der DrucK/gleichgewichtszustand bewirkt, daß sich der Kolben 46' nach unten bewegt, wodurch eine Verschiebung der Verbiridungsstange 6O¹ hervorgerufen wird, die zu einer Einstellung des Durchsatzes der Treibstoffströmung zum Triebwerk führt. Dies geschieht in der gleichen Weise, wie es bereits in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde.

Dia Verbindungsstange 62* bewegt sich auch nach unten und wirkt

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auf das Ende des Hebelarmes 108 ein, um eine Schwenkung im Uhrzeigersinn um den Verbindungsstift 68' herum zu bewirken. Das andere Ende des Hebelarmes 108 bewegt sich gegen den Pedersitz 112 und drückt die Feder 78' zusammen. Die erhöhte Kompression der Feder 78' arbeitet gegen den Strahlrohr-Servoarm 88 und drückt graduell die öffnung 9¹J in die entsprechende Richtung, damit sie in ihre äquidistante Stellung zurückkehrt. Das System wird somit wieder stabilisiert und auf beiden Seiten des Kolfejens 46' bestehen im Gleichgewicht befindliche Servotreibstoffdrucke.

Wiederum gestattet die erfindungsgemäße Anordnung des kompensierenden Faltenbalges 18' die Verwendung eines Gases für ein eine geringe Dichte aufweisendes,temperaturempfindliches Strömungsmittel. Dabei arbeitet der kompensierende Faltenbalg 18' in der gleichen Weise, wie es bereits in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde, um jede Expansion des abtastenden Faltenbalges 16' infolge von Veränderungen in der Umgebungstemperatur des die Kammer 82 füllenden Servotreibstoffes zu verhindern.

Die erfindungsgemäße Anordnung von Temperaturabtast- und Kompensations-Faltenbälgen ist in Verbindung mit einem Servomechanismus nach Art einer doppelten Prallplatte und eines Strahlrohres beschrieben worden. Die erfindungsgemäße Anordnung der Temperaturabtast- und Kompensations-Faltenbälge ist nicht auf die insoweit beschriebenen zwei Arten von Servomechanismen beschränkt, sondern ist für jede Art einer Temperaturabtastapplikation anwendbar, wo minimale Ansprechzeiten wichtig sind. Es können auch andere expandierbare und kontraktierbare Vorrichtungen, wie z.B. Kolben oder Membranen, für die abtastenden und kompensierenden Faltenbälge verwendet werden, wobei die einzige Beschränkung darin besteht, daß die Expansion und Kontraktion auf eine im allgemeinen lineare Richtung begrenzt wird.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   \ly Temperaturkompensationsvorrichtung, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (10; 80) mit einer darin befindlichen ersten Kammer (12; 12')

   ein expandierbares und kontraktierbares Abtastteil (I6;l6·), das innerhalb des Gehäuses (10;80) für eine Expansion und Kontraktion in einer im allgemeinen linearen Richtung angeordnet ist,

   einen Temperaturabtastkolben (22;22^!), der außerhalb des Gehäuses (10;80) angeordnet ist,

   ein Kapillarrohr (2O;2O^f), das eine Strömungsverbindung zwischen dem Abtastteil (16; l6') und dem Kolben (22; 22') herstellt,

   ein expandierbares undjkontraktierbares Kompensationsteil (l8;l8')s das innerhalb des Gehäuses (10,80) angeordnet ist und nur in einer zur Expansion des Abtastteiles (16;16·) entgegengesetzten Richtung expandierbar ist, wobei d_as Kompensationsteil (I8;l8') mit dem Abtastteil (I6;l6·) verbunden ist und Volumenänderungen innerhalb beider Teile (16,18) verhindert, die anderenfalls infolge von Änderungen in der Umgebungstemperatur innerhalb des Gehäuses (10;80) entstehen würden,

   ein gasförmiges temperaturempfindliches Strömungsmittel, das innerhalb des Abtastteiles (I6;l6') des Kapillarrohres (20; 20') und des Kompensationsteiles (I8;l8·) angeordnet ist, und Mittel (30;88) zur Umwandlung der Volumenänderungen in dem Abtastteil (I6;l6^!) in mechanische Bewegung.

   2. Temperaturkompensationsvorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige temperaturempfindliche Strömungsmittel den Kompensationsteil (I8;l8') mit einem Druck füllt, der gleich dem Pülldurck des Abtastteiles (I6;l6') multipliziert mit dem Gasvolumen in dem Abtastteil dividiert durch das gesamte Gasvolumen in dem Abtastkolben (22;22^f), dem Kapillarrohr (20;20^f) und dem Abtastteil (I6;l6') ist.

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   Temperaturkompensationsvorrichtung nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Umwandlung der Volumensänderungen einen Hebelarm (30) ,der in einer relativ zum Gehäuse (10) starren Lage drehbar angestiftet (bei 34) ist, derart, daß das eine Ende des Hebelarmes (30) durch eine Expansion oder Kontraktion des Abtastteiles (16) um den Stift (34) drehbar ist und das andere Ende des Hebelarmes (30) in einem Ventil (38) mit doppelter Prallplatte endet,

   eine zweite Kammer (44) innerhalb des Gehäuses (10), die durch eine Abtrennung (64) innerhalb des Gehäuses gebildet ist und zwei Leitungen (50,52) durch die Abtrennung (64) hindurch aufweist, die jeweils (bei 40,42) in die Kammer (12) in entgegengesetzter Relation zu einer Prallplatte des Doppelprallplattenventils (38) austreten, wobei eine Verkürzung im Abstand zwischen einer der Prallplatten und der gegenüberliegenden Leitung, die durch eine Drehung des Hebelarmes (30) hervorgerufen ist, die aus derjenigen Leitung austretenden Strömung weiter einschränkt.,

   einen Kolben (46), der innerhalb der zweiten Kammer (44) gleitend gehalten ist und die Kammer in zwei Teile unterteilt, von denen jedes mit einer der Leitungen (50,52) in Verbindung steht,

   Mittel (47,48,48·) zur Leitung von unter Druck gesetzter Servoflüssigkeit in die zweite Kammer (44), wobei das Strömungsmittel aus der zweiten Kammer durch die Leitungen (50, 52) mit individuellen Durchflußleistungen austritt, die durch die Drehung des Hebelarmes (30) und das Prallplattenventil (38) bestimmt ist, derart, daß die verschiedenen Durchflußleistungen durch die Leitungen (50,52) hindurch ein Ungleichgewicht in den Strömungsmitteldrucken hervorrufen, die auf beiden Seiten des Kolbens (46) wirken und dadurch den Kolben (46) in der Richtung des kleineren Druckes verschieben, und eine erste Stange (60) umfassen, von der ein Ende mit dem Kolben (46) fest verbunden ist und das andere Ende durch das Gehäuse (10) hindurchführt, so daß die Stange (60) mit dem Kolben (46) und relativ zum Gehäuse (10) verschiebbar ist.

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   4. Temperaturkompensationsvorrichtung nach Anspruch 3, d a durch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Leitung der unter Druck stehenden Servoflüssigkeit ferner eine zweite Stange (62), von der ein Ende an der anderen Seite des Kolbens (46) befestigt ist und durch die Innenabtrennung (64) hindurch zur ersten Kammer (12) führt und für eine Gleitbewegung relativ zur Innenabtrennung (64) angeordnet ist,

   einen zweiten Hebelarm (66), der innerhalb des Gehäuses (12) an einer fes.ten Stelle relativ zum Gehäuse (10) drehbar angestiftet (bei 68) ist, derart, daß das eine Ende des zweiten Hebelarmes (66) mit dem anderen Ende der zweiten Stange (62) zusammenarbeitet,

   und eine federnde Einrichtung (72) umfassen, die zwischen den ersten und zweiten Hebelarmen (30,66) angeordnet ist, so daß eine Verschiebung des Kolbens (46) über die zweite Stange (62) und den zweiten Hebelarm (66) zur Einstellung der Elastizität und graduellen Rückkehr des ersten Hebelarmes (30) in eine Stellung wirksam ist, in der jede Prallplatte äquidistant zur gegenüberliegenden Leitung (50,52) ist, so daß der Durchsatz der aus den Leitungen austretenden Strömung ins Gleichgewicht bringbar und eine weitere Verschiebung des Kolbens (46) verhinderbar ist.

   5. Temperaturkompensationsvorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Umwandlung der Volumenänderungen ein Strahlrohr (88), das in einer festen Lage relativ zum Gehäuse (80) drehbar angestiftet (bei 90) ist, derart, daß das eine Ende des Strahlrohres (88) durch die Expansion oder Kontraktion des Abtastteiles (16¹) um den Stift (90) drehbar ist, und eine hindurchführende Leitung (98) aufweist zur Aufnahme von unter Druck stehender Flüssigkeit und Verteilung der Flüssigkeit durch eine öffnung (94) hindurch am Ende des Strahlrohres 88, eine zweite Kammer (44·) innerhalb des Gehäuses (80), die durch eine Abtrennung (64·) innerhalb des Gehäuses (80) gebildet ist und zwei Leitungen (100, 102) durch die Abtrennung (64¹) hindurch aufweist, die an ausreichend nahen Stellen

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   zueinander und zur öffnung (9*0 mit der ersten Kammer (82) in Verbindung stehen, damit jede Leitung (102,104) einen gleichen Teil der von der öffnung (94) auagestoßenen Flüssigkeit erhält, wenn die Öffnung (94) in eine äquidistante Lage zu beiden Leitungen (102,104) geschwenkt ist, einen Kolben (46*), der innerhalb der zweiten Kammer (44*) gleitend gehalten ist und die Kammer (44·) in zwei Teile unterteilt, die jeweils mit einer der Leitungen in Verbindung steht, derart, daß unterschiedliche Durchflußleistungen der Flüssigkeit durch jede Leitung hindurch, die durch eine Schwenkung des Strahlrohres (88) aus der äquidistanten Lage gegenüber den Leitungen (102,104) hervorgerufen sind, ein Ungleichgewicht in den Strömungsmitteldrucken erzeugen, die auf beide Seiten des Kolbens (46) wirken, wodurch der Kolben (46) in der Richtung des kleinsten Druckes verschiebbar ist und eine erste Stange (6ο¹) umfassen, von der das eine Ende an dem Kolben (46^f) fest angebracht ist und das andere Ende durch das Gehäuse (80) hindurchfübrt, so daß sich die Stange (60») mit dem Kolben (46*) und relativ zum Gehäuse (80) verschiebt.

   Temperaturkompensationsvorrichtung nach Anspruch 5, d a durch gekennzeichnet, daß die Servoeinrichtung ferner eine zweite Stange (62¹)» die an der der Be^- festigung der ersten Stange (60*) gegenüberliegenden Seite des Kolbens (46') fest angebracht ist und dureh die Innenabtrennung (64') hindurch zur ersten Kammer (82) führt und für eine Gleitbewegung relativ zur Innenabtrennung (64') angeordnet ist,

   einen Hebelarm (108), der innerhalb der ersten Kammer (82) an einer festen Stelle relativ zum Gehäuse (80) drehbar angestiftet ist (bei 68'), derart, daß das eine Ende des Hebelarmes (108) mit dem anderen Ende der zweiten Stange (62') zusammenarbeitet, und eine federnde Einrichtung (110) umfaßt, die zwischen dem Strahlrohr (88) und dem Hebelarm (108) zur Wiedereinstellung der Elastizität und der graduellen Rückkehr des Strahlrohres (88) in eine Stellung angeordnet ist,

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   in der die öffnung (9*0 äquidistant zu beiden Leitungen (102,104) ist, wodurch die Durchflußleistung in jeder Leitung ins Gleichgewicht bringbar und eine weitere Verschiebung des Kolbens (46¹) verhinderbar ist,

   7. Temperaturkompensationvorrichtung nach Anspruch 5 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie in dem Treibstoffregelsystem eines Gasturbinentriebwerkes verwendet und der Temperaturabtastkolben (20· 20') in der Triebwerkseinlaßluft angeordnet ist, die unter Druck gesetzte Servoflüssigkeit Triebwerkstreibstoff ist und die erste Stange (60; 60') derart verbunden ist, daß bei einer Verschiebung der ersten Stange der Durchsatz der Treibstoffströmung zum Triebwerk beeinflußt ist.

   8. Temperaturkompensationsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (30; 88) die Treibstoffströmung in das Triebwerk beeinflussen und das Kompensationsteil (18;18·) Volumenänderungen in dem Abtastteil (16; 16') verhindern.

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