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Die
Erfindung betrifft ein Gasturbinentriebwerk, welches stationär oder mobil
sein kann. Besonders betrifft die vorliegende Erfindung ein Flugtriebwerk,
auch Strahltriebwerk genannt, wie es heutzutage in der zivilen Luftfahrt
bei großen
Passagiermaschinen verwendet wird.
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Ähnlich wie
bei Automobilen steigt auch bei Flugzeugen die Anzahl von notwendigen
Hilfsaggregaten, beispielsweise Drucklufterzeugern, anderen Kompressoren
wie Klimakompressoren oder sonstige Verbraucher. Solche Hilfsaggregate
können
mittels elektrischer Energie oder durch mechanische Energie, die
vom Hauptleistungszweig des Flugtriebwerks oder der Flugtriebwerke
abgezweigt wird, angetrieben werden. Unter Hauptleistungszweig wird dabei
vorliegend jener Leistungszweig verstanden, der dem unmittelbaren
Antrieb des Flugzeugs dient, das heißt, welcher den Schub aufbringt.
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Sowohl
bei der Abzweigung von mechanischer Leistung aus dem Hauptleistungsstrang
als auch bei dem elektrischen Antrieb von Hilfsaggregaten ist es
notwendig, einen mechanischen Antrieb, in der Regel in Form einer
rotierbaren Welle, zur Verfügung
zu stellen. Diese Welle treibt entweder das oder die Hilfsaggregate
unmittelbar an oder treibt einen elektrischen Generator an, der
die notwendige elektrische Energie für die Hilfsaggregate zur Verfügung stellt.
Es ist daher notwendig, diese Welle stets mit einer ausreichenden
Antriebsleistung, die sich aus dem anliegenden Drehmoment und der
Drehzahl ergibt, ungeachtet von Randbedingungen des Flugbetriebs
oder einer Betriebssituation des Flugzeugs am Boden anzutreiben.
Diesem Bestreben steht grundsätzlich
der Wunsch nach einem energieeinsparenden Betrieb des Flugtriebwerks
beziehungsweise der Flugtriebwerke eines Flugzeugs entgegen, welcher, wann
immer möglich,
niedrige Antriebsleistungen verlangt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, allgemein ein
Gasturbinentriebwerk und insbesondere ein Flugtriebwerk anzugeben,
bei welchem ausreichend Antriebsenergie für Hilfsaggregate in jedem Betriebszustand
zur Verfügung
gestellt wird. Die Antriebsenergie soll dabei möglichst energieeffizient zur
Verfügung
gestellt werden, und der notwendige Bauraum für den Hilfsaggregatantrieb minimiert
werden.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird durch ein Gasturbinentriebwerk mit den Merkmalen von Anspruch
1 und ein Verfahren gemäß Anspruch
11 gelöst.
Die abhängigen
Ansprüche
beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
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Die
Erfindung geht aus von einem Gasturbinentriebwerk, insbesondere
Flugtriebwerk, auch Strahltriebwerk genannt, mit einer Brennkammer
und einer Gasturbine zur Erzeugung von Antriebsleistung, wobei ein
wenigstens zweistufiger Verdichter zum Verdichten von Luft oder
allgemein einem gasförmigen
Medium, die/das der Brennkammer zusammen mit Brennstoff zugeführt wird,
vorgesehen ist. Selbstverständlich
können
weitere ein- oder mehrstufige Verdichter vorgesehen sein.
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Die
Antriebsleistung, welche wenigstens mittelbar zum Antrieb von Hilfsaggregaten
verwendet wird, wird in Form einer Drehleistung von der Antriebswelle
des Hochdruckverdichters des zweistufigen Verdichters zur Verfügung gestellt.
Beispielsweise kann diese Antriebswelle einen elektrischen Generator
tragen oder mit einem solchen in einer Triebverbindung stehen. Alternativ
oder zusätzlich
kann diese Antriebswelle den Rotor eines Hilfsaggregats tragen oder
mit einem Hilfsaggregat in einer mechanischen Triebverbindung stehen.
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Der
zweistufige Verdichter umfasst neben dem Hochdruckverdichter mit
seiner Antriebswelle wenigstens einen weiteren Verdichter, nämlich einen Niederdruckverdichter,
der ebenfalls eine Antriebswelle aufweist. Erfindungsgemäß wird Antriebsleistung
von der Antriebswelle des Niederdruckverdichters auf die Antriebswelle
des Hochdruckverdichters übertragen,
zumindest in vorgegebenen Betriebszuständen oder stets. Zu dieser
Leistungsübertragung dient
eine Triebverbindung zwischen den beiden Antriebswellen, in welche
erfindungsgemäß eine regelbare
hydrodynamische Maschine eingebracht ist. Gemäß einer ersten Ausführungsform
wird die gesamte in dieser Triebverbindung von der Niederdruckverdichterantriebswelle
auf die Hochdruckverdichterantriebswelle übertragene Antriebsleistung mittels
der hydrodynamischen Maschine übertragen. Gemäß einer
alternativen Ausführungsform
wird nur ein Teil dieser Antriebsleistung in dieser Triebverbindung
mittels der hydrodynamischen Maschine übertragen, und der verbleibende
Teil wird mittels einer mechanischen Triebverbindung, welche parallel
zur der hydrodynamischen Triebverbindung (in der hydrodynamischen
Maschine) geschaltet ist, übertragen.
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Die
erfindungsgemäße Triebverbindung
von der Niederdruckverdichterantriebswelle zu der Hochdruckverdichterantriebswelle
ermöglicht,
dass die Hochdruckverdichterantriebswelle in jedem Betriebszustand
des Gasturbinentriebwerks, insbesondere Flugtriebwerks, mit der
notwendigen Drehleistung umläuft,
um das oder die Nebenaggregate wenigstens mittelbar mit der gewünschten
Leistung anzutreiben. Auch im Leerlaufbetrieb des Triebwerks, das heißt, wenn
die Turbine mit einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl umläuft, ist
durch die erfindungsgemäße Triebverbindung
für eine
ausreichende Antriebsleistung der Hochdruckverdichterantriebswelle gesorgt.
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Die
erfindungsgemäße Triebverbindung
mit der hydrodynamischen Maschine zwischen der Niederdruckverdichterantriebswelle
und der Hochdruckverdichterantriebswelle ist gemäß einer Ausführungsform
zusätzlich
zu einer Triebverbindung zwischen der Gasturbine, insbesondere einer
Hochdruckturbine, und der Hochdruckverdichterantriebswelle vorgesehen.
Die Triebverbindung zwischen der Gasturbine beziehungsweise der
Hochdruckturbine als Teil dieser Gasturbine und der Hochdruckverdichterantriebswelle
kann beispielsweise, wie bekannt, mittels einer starren Welle hergestellt
sein, wie später mit
Bezug auf die 1 exemplarisch beschrieben wird.
In solchen Betriebszuständen,
in welchen ausreichend Antriebsleistung von der Gasturbine beziehungsweise
der Hochdruckturbine auf die Hochdruckverdichterantriebswelle übertragen
wird, ist es nicht notwendig, über
die erfindungsgemäß vorgesehene
zusätzliche
Triebverbindung zwischen Niederdruckverdichterantriebswelle und
Hochdruckverdichterantriebswelle Antriebsleistung auf die Hochdruckverdichterantriebswelle
zu übertragen.
In diesem Fall kann entweder eine Schaltkupplung in der Triebverbindung
zwischen der Niederdruckverdichterantriebswelle und der Hochdruckverdichterantriebswelle
geöffnet
werden oder die hydrodynamische Maschine kann vollständig oder
im Wesentlichen vollständig
entleert werden.
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Gemäß einem
erfindungsgemäßen Verfahren
wird zumindest im Leerlaufbetrieb eine konstante Antriebsleistung
von der Niederdruckverdichterantriebswelle auf die Hochdruckverdichterantriebswelle über die
genannte Triebverbindung übertragen.
Die Antriebsleistung ist dabei vollständig oder im wesentlichen konstant.
In anderen Betriebszuständen
kann diese Antriebsleistungsübertragung,
wie dargestellt, unterbrochen oder vermindert werden, immer dann, wenn
ausreichend Antriebsenergie von der Hochdruckturbine zur Verfügung steht,
oder die Übertragung
von Antriebsleistung, insbesondere in einer konstanten Größe, kann
auch außerhalb
des Leerlaufbetriebs fortgesetzt werden.
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Um
die hydrodynamische Maschine in einem Betriebsoptimum zu betreiben,
das heißt
in einem Betriebszustand mit vergleichsweise hohem Wirkungsgrad,
kann die Drehzahl des Turbinenrads der hydrodynamischen Maschine
und damit die Drehzahl der Hochdruckverdichterantriebswelle in Abhängigkeit
der Drehzahl des Pumpenrads und damit der Drehzahl der Niederdruckverdichterantriebswelle
bei Verwendung einer hydrodynamischen Kupplung über den Füllungsgrad der hydrodynamischen
Kupplung oder bei Verwendung eines hydrodynamischen Wandlers in
der Triebverbindung über
die Stellung eines verstellbaren Leitrads eingestellt werden. Im
ersten Fall kann insbesondere ein Schaltgetriebe in Reihe zu der
hydrodynamischen Kupplung angeordnet sein, mittels welchem mechanisch
verschiedene Übersetzungen
eingestellt werden können,
um so den Regelbereich der Drehzahl zu vergrößern. Wenn die erfindungsgemäß vorgesehene
Triebverbindung mit der hydrodynamischen Maschine zusätzlich zu einer
Triebverbindung zwischen der Gasturbine beziehungsweise der Hochdruckturbine
und der Hochdruckverdichterantriebswelle vorgesehen ist, wird die Drehzahl
der Hochdruckverdichterantriebswelle in der Regel von der Drehzahl
der Gasturbine bestimmt. In diesem Fall wird über den Füllungsgrad der hydrodynamischen
Maschine, die Gangstufe im Schaltgetriebe beziehungsweise die Stellung
des Leitrads ein Betriebspunkt für
die hydrodynamische Maschine ausgewählt, welcher für die vorgegebene
Drehzahl der Hochdruckverdichterantriebswelle und insbesondere der
Niederdruckverdichterantriebswelle zu einem hohen Wirkungsgrad führt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Triebwerk
wird entsprechend die Hochdruckverdichterantriebswelle entweder
ausschließlich
von der Niederdruckverdichterantriebswelle über die beschriebene Triebverbindung
mit der hydrodynamischen Maschine angetrieben oder zusätzlich zu
einem weiteren Antrieb, insbesondere mittels der Gasturbine beziehungsweise
deren Hochdruckturbine. Im ersteren Fall bedeutet dies, es gibt
keine Triebverbindung zwischen einem weiteren Antriebsaggregat,
beispielsweise einer Turbinenstufe, und der Hochdruckverdichterantriebswelle, mittels
welcher Antriebsenergie auf die Hochdruckverdichterantriebswelle übertragbar
ist beziehungsweise übertragen
wird. Selbstverständlich
sind weitere Triebverbindungen mit der Hochdruckverdichterantriebswelle
vorgesehen, nämlich
solche die zum Abgriff beziehungsweise zum Abführen von Antriebsleistung von
der Hochdruckverdichterantriebswelle dienen, beispielsweise für den elektrischen
Generator der Hilfsaggregate oder die Hilfsaggregate selbst. Im
zweiten oben genannten Fall ist die Triebverbindung von der Gasturbine
beziehungsweise der Hochdruckturbine insbesondere die einzige zusätzliche Triebverbindung,
mit welcher Antriebsleistung auf die Hochdruckverdichterantriebswelle übertragen
werden kann.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist die Drehzahl der Hochdruckverdichterantriebswelle und die Drehzahl der
Niederdruckverdichterantriebswelle vorgegeben, beispielsweise die
Drehzahl der Niederdruckverdichterantriebswelle durch die Turbinendrehzahl
und die Drehzahl der Hochdruckverdichterantriebswelle durch entweder
den gewünschten
Druck, auf welchen Luft oder allgemein ein gasförmiges Medium vom Verdichter
verdichtet und der Brennkammer zugeführt wird, oder durch die Antriebsleistung,
welche von der Gasturbine auf die Hochdruckverdichterantriebswelle übertragen
wird. Zu diesen beiden vorgegebenen Drehzahlen wird dann eine geeignete
Menge von Arbeitsmedium in den Arbeitsraum der hydrodynamischen
Kupplung eingebracht, das heißt
ein vorgegebener Füllungsgrad
der hydrodynamischen Kupplung eingestellt, gegebenenfalls in Verbindung mit
dem Einstellen einer geeigneten Übersetzung
in einem zu der hydrodynamischen Kupplung in Reihe geschalteten
Schaltgetriebe, oder – bei
einer Ausführung
mit einem hydrodynamischen Wandler – wird das Leitrad in eine
geeignete Position gestellt, insbesondere zusammen mit dem Einstellen
eines gewünschten
Füllungsgrads
im hydrodynamischen Wandler.
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Das
Vorsehen eines in Reihe zu der hydrodynamischen Maschine, insbesondere
der hydrodynamischen Kupplung, angeordneten Schaltgetriebes mit
einer Vielzahl von Gangstufen ermöglicht, dass in Abhängigkeit
des gewünschten
Drehzahlverhältnisses
zwischen der Niederdruckverdichterantriebswelle und der Hochdruckverdichterantriebswelle,
welches über
einen vergleichsweise großen
Bereich variieren kann, die hydrodynamische Maschine, insbesondere
die hydrodynamische Kupplung, im Bereich eines hohen Wirkungsgrades
arbeitet, indem das Drehzahlverhältnis
zwischen Pumpenrad und Turbinenrad weniger stark variiert werden
muss, da die Drehzahldifferenzen zum Teil durch Verändern der Gangstufe
im Schaltgetriebe kompensiert werden.
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In
der Triebverbindung zwischen der Niederdruckverdichterantriebswelle
und der Hochdruckverdichterantriebswelle kann entweder eine Trennkupplung,
beispielsweise in Form einer schaltbaren Lamellenkupplung oder Klauenkupplung vorgesehen sein,
um die Leistungsübertragung
in bestimmten Betriebszuständen
zu unterbrechen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die
hydrodynamische Maschine weitgehend oder vollständig zu entleeren.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen exemplarisch
beschrieben werden.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Schnittdarstellung durch ein Flugtriebwerk mit einem
zweistufigen Verdichter, zwischen dessen Hochdruckverdichterantriebswelle
und Niederduckverdichterantriebswelle erfindungsgemäß eine Triebverbindung
mit einer regelbaren hydrodynamischen Maschine vorgesehen werden
kann;
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2 eine
mögliche
Ausführungsform
einer Triebverbindung zwischen der Niederdruckverdichterantriebswelle
und der Hochdruckverdichterantriebswelle mit einer hydrodynamischen
Kupplung;
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3 eine
Triebverbindung entsprechend der 2, jedoch
mit einem hydrodynamischen Wandler anstelle einer hydrodynamischen
Kupplung.
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In
der 1 erkennt man ein Flugtriebwerk mit einer Brennkammer 1,
in weiche verdichtete Luft und Brennstoff eingeleitet, das entstehende
Gemisch gezündet
und anschließend
in der Gasturbine 2 expandiert wird. Die Gasturbine 2,
umfassend eine Hochdruckturbine 2.1 und eine nachgeschaltete
Niederdruckturbine 2.2, wird durch die Expansion des Gemisches
in eine Drehbewegung versetzt und treibt über jeweils eine starre Wellenverbindung
einen zweistufigen Verdichter, umfassend einen Niederdruckverdichter 3 und
einen Hochdruckverdichter 4, an. Die Hochdruckturbine 2.1 treibt
den Hochdruckverdichter 4 an, und die Niederdruckturbine 2.2 treibt den
Niederdruckverdichter 3 an. Hierzu weist der Hochdruckverdichter 4 eine
Hochdruckverdichterantriebswelle 4.1 auf, die in einer
starren Triebverbindung mit der Hochdruckturbine 2.1 steht,
und der Niederdruckverdichter 3 weist eine entsprechende Antriebswelle 3.1 auf,
die in einer starren Triebverbindung mit der Niederdruckturbine 2.2 steht.
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Auf
derselben Antriebswelle 3.1 des Niederdruckverdichters 3 ist
zusätzlich
ein Lüfterrad 12, ebenfalls
zweistufig ausgeführt,
angeordnet, welches zusammen mit dem Niederdruckverdichter 3 beziehungsweise
der Niederdruckturbine 2.2 umläuft, um Luft in Richtung der
Brennkammer 1 und außen
an dieser vorbei, siehe den äußeren ringförmigen Kanal 13,
zu leiten. Ein solcher Lüfter
wird auch als Fan bezeichnet.
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Soweit
dies in der 1 dargestellt ist, entspricht
das Flugtriebwerk dem Stand der Technik. Erfindungsgemäß kann jedoch
nun anstelle der Triebverbindung zwischen der Hochdruckturbine 2.1 und dem
Hochdruckverdichter 4, um den Hochdruckverdichter 4 beziehungsweise
dessen Antriebswelle 4.1 anzutreiben, eine Triebverbindung
zwischen der Niederdruckverdichterantriebswelle 3.1 und
der Hochdruckverdichterantriebswelle 4.1 vorgesehen sein.
In der Regel wird jedoch die in der 1 gezeigte
Triebverbindung zwischen der Hochdruckturbine 2.1 und dem
Hochdruckverdichter 4 beigehalten, und die Triebverbindung
zwischen der Niederdruckverdichterantriebswelle 3.1 und
der Hochdruckverdichterantriebswelle 4.1 wird zusätzlich vorgesehen.
Eine solche Triebverbindung zwischen der Niederdruckverdichterantriebswelle 3.1 und
der Hochdruckverdichterantriebswelle 4.1 (für beide
Anwendungsfälle)
ist exemplarisch in den 2 und 3 dargestellt.
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In
der 2 erkennt man die Niederdruckverdichterantriebswelle 3.1 und
die fluchtend hierzu angeordnete Hochdruckverdichterantriebswelle 4.1. Die
Niederdruckverdichterantriebswelle 3.1 ist über ein
Kegelradgetriebe 14 mit einer Hohlwelle verbunden, die
vorliegend als Eingangswelle 10 des Schaltgetriebes 6 bezeichnet
wird, welches in Reihe zu und in Richtung des Antriebsleistungsflusses
vor der hydrodynamischen Kupplung 5 angeordnet ist. Das Schaltgetriebe 6 weist
ferner eine parallele Nebenwelle 11 auf, die parallel zu
der Eingangswelle 10 und zu den Antriebswellen 3.1, 4.1 des
Verdichters angeordnet ist.
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Die
Eingangswelle 10 und die Nebenwelle 11 tragen
eine Vielzahl von wahlweise in eine Triebverbindung schaltbare Stirnradstufen,
um verschiedene Übersetzungen
beziehungsweise Gangstufen im Schaltgetriebe 6 einzustellen.
Hierzu sind Schaltkupplungen 15 im Schaltgetriebe 6 vorgesehen.
Der Abtrieb der Nebenwelle 11 wird durch eine weitere Stirnradstufe
gebildet, über
welche das Pumpenrad 52 der hydrodynamischen Kupplung 5 angetrieben wird.
Hierzu wird das Pumpenrad 5.2 von einer Antriebswelle 8,
vorliegend ebenfalls in Form einer Hohlwelle ausgeführt, getragen
und/oder angetrieben. Die Antriebswelle 8 umschließt sowohl
zumindest einen Teilbereich der Eingangswelle 10 als auch eine
Abtriebswelle 9 der hydrodynamischen Kupplung 5.
Die Abtriebswelle 9 wird vom Turbinenrad 5.3 der
hydrodynamischen Kupplung 5 angetrieben beziehungsweise
trägt dieses.
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An
dem der hydrodynamischen Kupplung 5 entgegengesetzten axialen
Ende der Abtriebswelle 9 ist diese, beispielsweise wie
gezeigt mittels eines weiteren Kegelradgetriebes, mittels einer
Triebverbindung mit der Antriebswelle 4.1 des Hochdruckverdichters 4 verbunden.
Vorliegend umfasst dieses Kegelradgetriebe wieder zwei Kegelradstufen,
welche durch jeweils zwei senkrecht zueinander angeordnete Kegelräder ausgebildet
werden. Auch der Antrieb der Eingangswelle 10 erfolgt bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel über zwei
Kegelradstufen, die jeweils durch zwei senkrecht zueinander angeordnete Kegelräder ausgebildet
werden. Die zu den Antriebswellen 3.1, 4.1 beziehungsweise
der Eingangswelle 10 senkrecht angeordneten Kegelräder im Antrieb beziehungsweise
Abtrieb des Schaltgetriebes 6 mit der hydrodynamischen
Kupplung 5 können
dabei wiederum koaxial beziehungsweise fluchtend zueinander angeordnet
sein, wobei ein äußeres Kegelrad ein
inneres Kegelrad beziehungsweise eine äußere Antriebswelle eine innere
Antriebswelle, wie dargestellt, umschließen kann.
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Das
Wellenende der Abtriebswelle 9 der hydrodynamischen Kupplung 5,
welches zu dem Kegelradgetriebe zur Verbindung mit der Hochdruckverdichterantriebswelle 4.1 axial
entgegengesetzt angeordnet ist, kann zum Anschluss weiterer Hilfsgetriebe oder
von Hilfsaggregaten verwendet werden, die dann entweder unmittelbar
auf der Abtriebswelle 9 angeordnet sind oder in einer Triebverbindung
mit dieser stehen.
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Die
hydrodynamische Kupplung 5 ist regelbar, das heißt die Leistungsübertragung
wird durch Verändern
des Füllungsgrades
im beschaufelten Arbeitsraum gezielt eingestellt. Zur Wärmeabfuhr
kann die hydrodynamische Kupplung 5 mit einem äußeren Kühlkreislauf
versehen sein. Die Füllungsgradeinstellung
und die mögliche
Abzweigung eines Kühlölnebenstroms
können
in einer Funktionseinheit, beispielsweise einem Schöpfrohr,
das schwenkbar, verschiebbar oder dergleichen ist, vereinigt werden.
Ein solches Schöpfrohr
kann beispielsweise zwischen einer Schaufelradrückwand und einer Schale, die
wiederum mit dem anderen vorgesehenen Schaufelrad verbunden ist,
angeordnet sein.
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Die
Schaltung des Schaltgetriebes 6 beziehungsweise die wahlweise
Einstellung von Gangstufen kann durch Klauenschaltungen mit Synchronelementen
oder mit Lamellenkupplungen erfolgen. Andere Ausführungsformen
sind denkbar.
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In
der 3 erkennt man eine alternative Ausführungsform
für eine
Triebverbindung zwischen der Niederdruckverdichterantriebswelle 3.1 und
der Hochdruckverdichterantriebswelle 4.1. Vorliegend sind
diese beiden Antriebswellen 3.1, 4.1 nicht dargestellt,
sondern lediglich die Leistungseinleitung von der Antriebswelle 3.1 und
die Leistungsabfuhr zur Antriebwelle 4.1 ist durch Pfeile
angedeutet.
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Bei
der in der 3 dargestellten Ausführungsform
ist ein hydrodynamischer Wandler 6, umfassend ein verstellbares
Leitrad 6.1, ein Pumpenrad 6.2 und ein Turbinenrad 6.3 vorgesehen.
Selbstverständlich
können
auch andere Wandlerausführungsformen
mit weiteren Schaufelrädern
vorgesehen sein.
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Der
hydrodynamische Wandler 6 ist in Kombination mit einem
Planetengetriebe, bestehend aus oder umfassend ein Umlaufgetriebe
und ein Standgetriebe vorgesehen. Die Aufgabe und die Anbindung
an die bekannten Komponenten eines Flugtriebwerks entspricht weitgehend
jener Ausführung gemäß der 2.
Im Einzelnen wird das Pumpenrad 6.2 von einer Antriebswelle 8,
bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
wiederum in Form einer Hohlwelle ausgeführt, angetrieben beziehungsweise
getragen. Die Antriebswelle 8 steht in einer Triebverbindung
mit der Niederdruckverdichterantriebswelle 3.1 (nicht dargestellt).
Das Pumpenrad 6.2 treibt über den hydrodynamischen Kreislauf
des Wandlers 6 das Turbinenrad 6.3 an, welches
in einer Triebverbindung mit der Abtriebswelle 9 des hydrodynamischen Wandlers 6 steht
und oder von dieser getragen wird. Die Abtriebswelle 9 ist
wiederum als Hohlwelle ausgeführt
und umschließt
die Antriebswelle 8.
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Zusätzlich steht
die Antriebswelle 8 über
das Planetengetriebe 16 in einer rein mechanischen Triebverbindung
mit einer Getriebeausgangswelle 17, die wiederum in einer
mechanischen Triebverbindung, hier über die gezeigte Stirnradstufe,
in einer Triebverbindung mit der Hochdruckverdichterantriebswelle 4.1 steht.
Das Planetengetriebe 16 umfasst über ihre eigene Drehachse und über die
Drehachse der Getriebeabtriebswelle 17 umlaufende Planetenräder 16.1,
ein Hohlrad 16.2, das von der Antriebswelle 8 des
hydrodynamischen Wandlers 6 angetrieben wird beziehungsweise
mit dessen Drehzahl umläuft,
und ein Sonnenrad 16.3, das die Getriebeabtriebswelle 17 antreibt
beziehungsweise mit deren Drehzahl umläuft. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
wird das Hohlrad 16.2 von der Antriebswelle 8 und
das Sonnenrad 16.3 von der Getriebeabtriebswelle 17 getragen.
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Die
von dem Turbinenrad 6.3 angetriebene und insbesondere das
Turbinenrad 6.3 tragende Ausgangswelle 9 des hydrodynamischen
Wandlers 6 steht in einer Triebverbindung mit oder trägt das Sonnenrad 18.3 eines
zweiten Planetengetriebes 18. Das Sonnenrad 18.3 treibt
die Planetenräder 18.1 an, die
in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
nur um ihre eigene Drehachse, jedoch nicht um die Drehachse der
Getriebeabtriebswelle 17 umlaufen (sogenanntes Standgetriebe).
Das bedeutet, die Drehachse der Planetenräder 18.1 ist stationär. Die Planetenräder 18.1 stehen
in einer Triebverbindung mit einem Hohlrad 18.2, und zwar
vorliegend über
koaxial zu den Planetenrädern 18.1 angeordnete,
mit derselben Drehzahl umlaufende beziehungsweise auf derselben
Drehachse angeordnete Zwischenräder 19.
Die Zwischenräder 19 können einen
gegenüber
dem Durchmesser der Planetenräder 18.1 abweichenden Durchmesser,
hier einen kleineren Durchmesser aufweisen, um eine gewünschte Übersetzung
einzustellen.
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Das
Hohlrad 18.2 des zweiten Planetengetriebes 18 ist
mit der Drehachse der Planetenräder 16.1 des
ersten Planetengetriebes 16 verbunden, so dass die Drehachse
der Planetenräder 16.1 mit
der Geschwindigkeit des Hohlrads 18.2 über der Drehachse der Getriebeabtriebswelle 17 umläuft.
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Durch
die gezeigte Ausführungsform
wird ein Überlagerungsgetriebe
geschaffen, welches einen hydrodynamischen Leistungszweig über den
hydrodynamischen Wandler 6 und einen parallel hierzu angeordneten
mechanischen, hier rein mechanischen, Leistungszweig über das
erste Planetengetriebe 16 aufweist. Durch die Leitradverstellung
des Leitrads 6.1 beziehungsweise der einzelnen verstellbaren Schaufeln
des Leitrads 6.1 kann der Leistungsfluss über den
hydrodynamischen Zweig beziehungsweise die Drehzahl des Turbinenrads 6.3 geregelt
werden, welche die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 17 beeinflusst.
Die Anordnung ist dazu geeignet, für vorgegebene, über dem
Flugzustand oder dem Bodenbetrieb des Flugzeugs jedoch variierende
Drehzahlen von Hochdruckverdichterantriebswelle und Niederdruckverdichterantriebswelle
eine konstante Leistungsübertragung
von der Niederdruckverdichterantriebswelle 3.1 auf die
Hochdruckverdichterantriebswelle 4.1 zu gewährleisten.
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Der
Stirnradsatz auf dem Abtriebsende der Getriebeausgangswelle 17 ist
zur Drehrichtungsumkehr vorgesehen, damit die Niederdruckverdichterantriebswelle 3.1 und
die Hochdruckverdichterantriebswelle 4.1 in derselben Drehrichtung
umlaufen.
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Wie
man bereits aus den zueinander verschiedenen Ausführungsformen
gemäß der 2 und 3 erkennt,
kann der Getriebezweig, der parallel oder in Reihe zu der hydrodynamischen
Maschine in der Triebverbindung zwischen der Niederdruckverdichterantriebswelle 3.1 und
der Hochdruckverdichterantriebswelle 4.1 vorgesehen ist,
im Detail verschieden ausgeführt
sein, ohne vom erfindungsgemäßen Grundgedanken
der Anordnung einer hydrodynamischen Maschine in der Triebverbindung abzuweichen.