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Umlaufrädergetriebe zum Antrieb einer mit konstanter Drehzahl zu betreibenden
Arbeitsmaschine Die Erfindung bezieht sieh auf ein Umlaufrädergetriebe zum Antrieb
einer mit konstanter Drehzahl zu betreibenden Arbeitsmaschine, insbesondere eines
Wechselstromgenerators, mittels einer mit gleichbleibender Drehrichtung, aber veränderlicher
Drehzahl arbeitenden Kraftmaschine, insbesondere eines Flugzeugtriebwerkes, mit
einer mit der Kraftmaschine in Verbindung stehenden treibenden Welle und mit einer
mit einem Hilfsmotor in Verbindung stehenden Steuerwelle und einem Regler, welcher
die Drehzahl des Hilfsmotors derart regelt, daß der Hilfsmotor die von der Kraftmaschine
allein erzeugte Drehzahl der Arbeitsmaschine auf den konstant zu haltenden Nennwert
ergänzt.
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Bei einer bekannten Regeleinrichtung wird von der Frequenz des zur
Speisung eines Synchronmotors dien#enden Netzes ausgegangen. Die Einrichtung ist
derart getroffen, daß die Hilfsmaschine bei der untersten zulässigen Netzfrequenz
stillsteht, wobei der über ein Differential vom Synchronmotor angetriebene Generator
die Normalfrequenz erzeugt. Sobald die Netzfrequenz und damit die Drehzahl des Synchronmotors
steigt, tritt die Hilfsmaschine in Tätigkeit und subtrahiert über das Differential
einen Betrag von der Drehzahl. Diese bekannte Regeleinrichtung weist den Nachteil
auf, daß eine von der Hilfsmaschine durchgeführte Addition zur Drehzahl nie stattfinden
kann. Weiterhin muß bei dieser bekannten Einrichtung in der Normallage die Hilfsmaschine
dauernd umlaufen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Erzielung eines großen
Regelbereiches die Hilfsmaschine bei Nonnaldrehzahl der Kraftmaschine nicht in Aktion
treten zu lassen.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Umlaufrädergetriebe
derart ausgebildet ist, daß bei einer etwa in der Mitte des auszugleichenden Schwankungsbereiches
liegenden Norinaldrehzahl der Kraftmaschine die Nenndrehzahl unter Stillstand des
Hilfsmotors erreichbar ist und daß der Regler derart ausgebildet ist, daß dieser
bei Betrieb der Kraftmaschine oberhalb deren Normaldrehzahl den Bewegungswiderstand
des dann unter Umkehrung seiner Drehrichtung als vom Umlaufrädergetriebe angetriebene
Bremse betriebenen Hilfsmotors regelt.
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Dadurch, daß die Hilfsmaschine bei Normaldrehzahl der Kraftmaschine
nicht zu arbeiten braucht, ergibt sich eine geringere Abnutzung bei Erzielung eines
großen Regelbereiches.
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Bei der Verwendung bei Flugzeugtriebwerken kann in vorteilhafter Weise
der Hilfsmotor ein druckmittelbetriebener Verdrängermotor, vorzugsweise ein Roots-Luftmotor,
mit in einer Kammer umlaufenden Läufern sein. Die zum Antrieb des Hilfsmotors benötigte
Luft kann vom Turbokompressor, der ein Bestandteil einer Gasturbine ist, abgezweigt
werden. Die für den Luftmotor erforderliche Luftmenge ist dabei im Vergleich zum
gesamten Luftdurchsatz der Gasturbine so gering, daß der Kompressor nicht größer
ausgelegt werden muß.
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In vorteilhafter Weise kann ein den Druckmitteldurchfluß durch den
Hilfsmotor steuernder, von einem auf die Drehzahl der anzutreibenden Maschine ansprechenden
Regler betätigter Schieberkolhen vorgesehen sein.
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In vorteilhafter Weise kann weiterhin eine einen Unterdruck an der
Austrittsseite des Hilfsmotors erzeugende Strahlpumpe vorgesehen sein, wobei der
Regler so auszulegen ist, daß die Strahlpumpe bei den höchsten auszugleichenden
Betriebsdrehzahlen der Kraftmaschine zur Wirkung gelangt.
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In vorteilhafter Weise kann weiterhin die zur Arbeitsmaschine führende
Welle mit einer selbsttätigen Rücklaufsperre ausg&td"tet#-##ein, und es'kann
eine Umschaltvorrichtung vorgesehen sein, welche zum Anlassen der Kraftmaschine
den Antrieb des
Hilfsmotors als Hilfskraftmaschine in der zu der
beim Ausgleich von unterhalb der Normd-Idrehzahl liegenden Drehzahlen der Kraftmaschine
entgegengesetzten Drehrichtung bewirkt. Auf diese Weise kann mit besonderem Vorteil
der Hilfsmotor auch zum Anlassen der Kraftmaschine verwendet werden.
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Es kann ferner ein yQg der UM5gIlgItvorj7ichiung betätigter
Schieber vorgesehen sein, WqliZlirr iii der Anlaßstellung die beim normalen Betrieb
in it der Atmosphäre verbundene Leitung des Hilfsmotors von der Atmosphäre trennt
und mit einer Druckzuleitung verbindet. Falls hierbei vom Kompressor einer als Kraftmaschine
verwendeten Turbine Druckluft zum Antrieb des Hilfsmators während des-norinalen
Be#-triebes abgezweigt wird, kann vorteilhafterweise eine im normalen Betrieb durch
den Abzweigdruck in der Normal-stelliigg ggh#Ellte:q#, se.Ib#tt4tigp Umsfh4.1tvorrichtung
für den 3chieber vorgesehen $ein.
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Weiterhin kann eine -durch den zur Vgrfugung stehenden Druck des Druckmittels
selbsttätig ge-
steuerte Einrichtung zur Veränderung des Verdrän ungsvolumens
des Hilfsm tor vorges#IIgn sein.
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Zweckmäßigerweise kann ein Sicherheit ' sventil zum Sperrendes
Druckmittelstromes durch den Hilfsmotor bei Erreich ji Qi er u
19. NU j
bgr der Normgidrehzahl der angetriebenen Arbeitsmaschine liegenden Sicherlieitsdrehzahl
vorgesehen sein, und es kann ferner ein HilfsmQtor#Sc_hulzvßmtil vorgesehen sein,
um den Druckmittelstrom durch den Hilfsmotor bei einer über der höchsten B##t-rieb.sdrehzghl
des Hilfsinotors liegenden Grenzdrehzahl zu sperren.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen Fig. 1 bis 5 perspektivische Darstellungen zur Veranschaulichung
einer Ajisführungsform der Erf Inaung, und zwar,-F i g. 1 bei niedriger Drehzahl
der Kraftmaschine, F i g. 2 bei normaler Drehzahl der Kraftmase4ine, entsprechend
der normalen Drehzahl des Generators, bei der der Luftmotor ruht, F i
a. 3 bei hoher Drehzahl der Kraftmaschine, F ig. 4 bei Vrrw#,udiing zum Anlassen
und F i g. 51ei Verwendung zum Antrieb der Welle der Kraftmaschine und des Wechselstromgenerators
beim Probebetrieb od. dgl. und bei Stillstand der Kraftmaschine Qder eutkuppßltrm
Zustand derselben; F i g. 6 zeigt ein Stromwegschema zur Veranschaulichung
der Kombination der Vorrichtung mit zwei Kraftmaschinen einer Anlage, die geeignet
sind, einzeln oder getrennt Abzweigluft zu liefern, und F i g. 7 bis
11 fünf verschiedene Arten von druckmittelbetriebenen Maschinen zur Verwendung
an Stelle des in Fig, 1 bis. 5 gezeigten Roots--LuftrnQtors
13.
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Wii# aus F i g# 1 biß 5 ersichtlich, ist eine mit einer
nichl ärgeelellten Kraftniaschine normalerweise gekoppelte Antriebswelle
1 über ein Getriebe 2 mit der-Wpllg Qiiq§5 Wgohsels.trQmggnex4tors
3 verbunden, dei im w#gpflichen ujigbb4iRgig von drii Drelizgliländ riingen
der. X#gftingschine die sigh in ein --. . -2 - a -i--em Bereich-. 7"w,isr,lie"n
einer L##,erlgtifdrhzah und einer maximalen 1)ß-triebsdrehz?hl der Kr4f!,mg5Qbi
ing b..pwegeii, mit konstanter Drehz,441 qngetr.iebeil werden soll, Zum Ermöglir-hen
des A4sgf qicli5 der Alidg#m-.ngQn der Drehg - ghl der Kraftinaecliine ist
dir, Wplle 1 mit dem GeÜ"ebg j J 9 ilbey eig V#a prgetidebe 4 .. v-
- erbmden, dessen grö eres Zentralraj 5 an der Welle 1
,gQpti#e,ft
ist, während das kleinere Zentral.rad 6 übei eine Welle, 7 -mit eingpl
Zahnrad 8 des -Getriebes 2 starr verbunden ist. Jed@g 4@r Zentfalräder
5 und 6
steht mit mehreren Planetenrädern 9 bzw. 10 im
Ein-Crriff, die in Paaren 9, 10 miteinander verbunden sind, deren Wipllgq
11 in #ihe in PIE -,tiigtr-n rAdtr- ager 12 4io4-tjert sind,. und mit -dem Planetenradträger
ist über ein. Untersetzungsgetriebe 14 ein Roots-Luftmotor 13 mit 4neinnpd,e,p
ab#v41ze4den Läufern 64 gekoppelt. Wie erkennbar, Ist folglich die Drehzahl, mit
der der Wechselstromgenerator 3 von dem Umlaufrädergetriebe 4 angetrieben
wird, abhängig von den Drehzahlen der Kraftmaschine und des Luftmotors. Wenn also
die Kraftmaschine langsamer als mit ihrer normalen Drehzahl umläuft, kann der Betrag,
um den die Drehzahl des -Generators zu genug ist, dadurch ausgeglichen werden, daß
Luft in der durch die Pfeile 15 a, 15 b gekennzeichneten Richtung
für den Antrieb des Luftmotors eingelassen wird, wodurch die, !Drehzahl der Welle
7 erhöht wird, während ein über#v,buß an Dreligoschwindigkeit bei einer Drehzahl
der Kraftmaschine über dem Normalwert dadurch ausgeglichen und die Drehzahl des
Wechs6-strom,-e,.nt,-rators auf den Normalwert vermindert werden kann, daß der Luftmotor
von dem Umlauf" in der durch den Pfeil 16b angedeutet te,n Richtung angetrieben
wird, so daß er als Pumpe läuft (F i g. 3), während seine Drehzahl durch
entsprechende, Drosselung des Luftaustrittes geregelt wird, wenn, der überschuß
der Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschine nur mäßig ist. Diese Regelpng erfolgt
mit Hilfe eines Reglers 16 mit einer Reglerwelle 17, die vom Getriebe
2 angetrieben wird und daher mit einer Drehzahl un-Aäuft, die jener der Welle des
Wechs..elstromgenerators 3 proportional ist. Der Reg-. ler 16 ist
so ausgebildet, daß er einen Schieberkolben 18 in einem zylindrischen Schiebergehäuse
19 in eine Stellung verschiebt, die der Momentandr-ehzahl des Generators
-entspricht. In das ortsfeste- Schiebergehäuse 19, das'im folgenden als Schiebersitz.
des Reglers bezeichnet wird, wird zum Antrieb des Luftmotors Luft unter Druck, z.
B. abgezweigte Luft, die dem Kompressor der Kraftmaschine entnommen wird, über eine
Anschlußleitung 20 eingeführt, und wenn sich der Schieberkolben 18 in seiner
der niedrigen Drehzahl der Kraftmaschine. entsprechenden Stellung befindet, durch
den,Schieberschlitz, den Anschluß 21 und die Leitung 15 zum Luftmotor
13 wei-. tergeführt, während die abgegebene Luft aus dem Luftmotor über eine
Leitung 22 zu einer Entlüftungs" leitung 23 geführt wird. -
Wie aus
F i g. lersichtlich, haben Änderungen der Drehzahl des. Generators, wie-
sie normalerweise zu erwarten siitd,. zur Folge, daß, der Schieberkolben
18
nur einen Teil des Anschlusses 21 freigibt und somit den Z utritt von Luft-
zum LuftmE)tor 13 drosselt und auf diese' Weise die Drehzahl des letzteren
en& sprechend'dex.Größe der Abweichung der.Mamentandrehzahl. -des. Generators
von dem normalen Drehr zahlwert desselben regelt.
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Wenn die Drehzahl..der Kraftmaschine riormal ist-und folglich, kein'
Zuschuß von seiten des Luftmotors zur Drehzahl des Generators erforderlich ist,
nimmt der Schieberkolben 18 die in F i g. 2 dar-gestellte Stellung
bund ein, 24 des in #chiQb-erkc!Ibens der der Anschluß vollständig 21 von dem verdeckt-
Kolben-.' ist, so daß der Luftmotor von der Luftzufuhr abgeschnit# ten ist und sich
im wesentlichen im Stillstand befindet.
Wenn die Drehzahl der Kraitmaschine
höher ist als normal, so daß bei stillstehendem Luftmotor der Wechselstromgenerator
mit zu hoher Drehzahl angetrieben würde, bewegt sich der Schieberkolben
18
über seine in F i g. 2 gezeigte Neutralstellung hinaus gegen die
in F i g. 3 gezeigte Stellung und öffnet dabei fortschreitend einen Strömungsweg
zwischen dem Anschluß 21 und dem Entlüftungsanschluß 25. Dies ermöglicht
den Antrieb des Luftmotors 13 durch die Reaktionskräfte des Umlaufrädergetriebes
4 in einem Drehsinn16b, der jenem, 16a, entgegengesetzt ist, in dem der Luftmotor
unter dem Druck der Luft angetrieben wird, wenn der Schi#eberkolben 18 sich
in seiner Stellung nach F i g. 1 befindet. Wird nun der Luftmotor
13 so angetrieben, so saugt er Luft aus der Entlüftungsleitung
23 und fördert sie durch die Ansehlüsse 21 und 25 entgegen einem Widerstand,
der durch die Drosselwirkung des Kolbenbundes 24 an diesen Anschlüssen erzeugt wird.
Diese Drosselwirkung nimmt mit steigender Drehzahl des Generators oder mit zunehmendem
Andauern der über dem Normalwert liegenden Drehzahl desselben fortschreitend ab,
da der Schieberkolben 18 indessen weiter gegen die Richtung bewegt wird,
die dem Drehzahlüberschuß entspricht. Wenn der Schieberkolben die Stellung nach
F i g. 3 einnimmt, sind die Anschlüsse 21 und 25 von dem Kolbenbund
24 vollständig freigegeben, und der dem Lauf des Luft-Motors 13 durch Drosselung
entgegengesetzte Widerstand ist ein Minimum.
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Zur Erweiterung des velfügbaren Drehzahlbereiches ist eine Einrichtung
vorgesehen, die bei einer weiteren Fortsetzung der Bewegung des Schieberkolbens
in der »Drehzahlüberschußrichtung« am Anschluß 25 eine Saugwirkung erzeugt.
Diese Einrichtung besteht aus einer Strahlpumpenanordnung 26,
und die Druckluftzufuhr
von der Anschlußleitung 20 zur Strahlpumpe 26 ist mittels eines weiteren
Kolbenbundes 27 des Schieberkolbens 18 steuerbar, der in diesem Fall
einen Strahlpumpenschlitz 28 im Schiebersitz 19 teilweise oder gänzlich
freigibt.
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F i g. 4 zeigt die gleiche Einheit bei Verwendung zum Anlassen
der Kraftmaschine. Wie erkennbar, ist es zum übertragen von Drehenergie vom Luftmotor
zur Kraftmaschine erforderlich, ein freies Umlaufen des Wechselstromgenerators zu
verhindern, und es ist ferner offensichtlich, daß unter diesen Umständen ein Betrieb
des Luftmotors in dem Drehsinn, in dem er bei zu niedriger Drehzahl der Kraftmaschine
betrieben wird und die Drehzahl des Generators erhöht, eln Antreiben der Kraftmaschine
in rückläufigem Drehsinn hervorrufen würde und daß daher auch der Dreh'sinn des
Luftmotors umgekehrt werden muß. Dieser letztgenannte Umstand wird dazu ausgenutzt,
den Wechselstromgenerator automatisch an einer Drehung zu hindern, wenn der Ltiftmotor
für Anlaßzwecke verwendet wird. Dies wird dadurch erreicht, daß eine in einem Drehsinn
wirksame selbsttätige Rücklaufsperre 29, die auch als Freilaufkupplung bekannt
ist, in dem Antrieb des Wechselstromgenerators vorgesehen ist. Diese Einrichtung
ist so angeordnet, daß sie ein freies Umlaufen des Wechselstronigenerators in dem
Drehsinn gestattet, in dem dieser normalerweise von der Kraftmaschine angetrieben
wird, jedoch eine Drehung im entgegengesetzten Drehsinn verhindert. Wenn also der
Luftmotor zum Anlassen der stillstehenden Kraftmaschine im »umgekehrten« Drehsinn
16 b angetrieben wird, kann das von dem Luftmotor zur Welle des Generators
übertragene Drehmoment kein Umlaufen des Generators im umgekehrten Drehsinn hervorrufen,
und die ganze Antriebsarbeit des Luftmotors wird daher der Antriebswelle
1 der Kraftmaschine zugeführt, so daß diese in der normalen Betriebsdrehrichtung
der Kraftmaschinenwelle angetrieben wird.
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Unter Anlaßbedingungen befindet sich der Schieberkolben
18 in seiner in F i g. 4 gezeigten Stellung für niedrige Drehzahl
der Kraftmaschine, bei der die Anschlüsse 20 und 21 frei miteinander in Verbindung
stehen. Da sich die Kraftmaschine zunächst im Stillstand befindet, er-zeugt ihr
Kompressor keinen Druck der Abzweigluft, so daß die Anschlußleitung 20 als Abluftleitung
gelten kann. Um den Luftmotor 13 in der erforderlichen Drehrichtung anzutreiben,
muß lediglich durch die Leitung 22 Luft eingelassen und dabei die Entlüftungsleitung
23 abgesperrt werden. Letzteres erfolgt mittels ein-es Schiebers
30, der unter diesen Bedingungen von einer Umschaltvorrichtung
31 automatisch betätigbar ist, die aus einer Druckkammer 32 besteht,
die mit der Anschlußleitung 20 in Verbindung steht. Wenn die Kraftmaschine mit Leerlaufdrehzahl
oder schneller läuft, wird der Druck der Abzweigluft in der Anschlußleitung 20 in
der Druckkammer 32 wirksam und führt eine Bewegung des Schiebers
30 in die in F i g. 1 bis 3 gezeigte Stellung herbei, während
unter Anlaßbedingungen, also wenn ein solcher Druck fehlt, eine Feder
33 den Schleber 30 in die Stellung nach F i g. 4 verschiebt,
bei der er die Entlüftungsleitung 23 schließt und die Druckzuleitung 34 öffnet,
durch die unter der Wirkung beispielsweise eines nicht dargestellten Anlasserdruckknopfes
von einer beliebigen geeigneten Druckquelle Luft unter Dru& für das Anlassen
zugeführt werden kann.
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F i g. 5 zeigt Merkmale, die die zusätzliche Verwendung des
Luftmotors zum Antrieb sowohl der Antriebswelle 1 der Kraftmaschine als auch
des Generators 3 in deren normalem Drehsinn ermöglichen, wenn von der Kraftmaschine
her keine Energie zur Verfügung steht, wie dies z. B. bei Versuchsbetrieb oder bei
Ausfall der Kraftmaschine der Fall ist. In diesem Fall wird das Umlaufrädergetriebe
mittels einer Verriegelungseinrichtung außer Tätigkeit gesetzt, die mit Verriegelungsstif
ten 35 ausgestattet ist, die, wenn sie durch Betätigung eines Gabelhebels
36
zum Angriff am Zentralrad 5 gebracht werden, eine einheitliche,
gemeinsame Drehung der Zentralräder 5
und 6 mit dem Planetenradträger
12 mit einer Drehzahl herbeiführen, die von der Drehzahl des Luftmotors
13 bestimmt wird, die vom Getriebe 14 untersetzt wird. Im übrigen ist die
Betriebsweise des Luftmotors ähnlich wie im Zusammenhang mit F i g. 4 beschrieben.
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Um die Notwendigkeit zu vermeiden, das Getriebe zu schalten, wenn
man vom Anlassen der Kraftmaschine auf den Betrieb mit konstanter Drehzahl übergeht,
sind die übersetzungsverhältnisse in dem Antrieb so gewählt, daß der Luftmotor bei
seinem Lauf mit voller Drehzahl die Kraftmaschine mit einer Drehzahl antreibt, die
die übliche Anlasserentkupplungsdrehzahl übersteigt, die gewöhnlich ein Viertel
bis ein Drittel der normalen Betriebsdrehzahl der Kraftmaschine beträgt, während
andererseits die übersetzungsverhältnisse zum Wechselstromgenerator so gewählt sind,
daß der volle Bereich der Betriebsdrehzahlen des Luftmotors von der vollen Drehzahl
iii,
der »Vorwärtsdrehrichtung« bis zur vollen Drehzahl im entgegengesetzten Drehsinn
ausreicht, um die Änderungen der Drehzahl der' kraftmaschine über deren vollen bereich
von der Leerlaufdrehza'hl (die gewöhnlich etwa'die Hälfte der maxi - en.
Betriebsg - imal drehzahl der Kraftmaschine beträgt) bis zur vollen Maximaldrehzahl
der Kraftmaschine auszugleichen. Es sind ferner Mittel vorgesehen zum Verhindern
des, Betriebes des Luftm- otors im Fall, daß die Drehzahl des Generators einen vorherbestimmten
Grenzwert überschreitet, ..z.#B., wenn die Kraftmaschine mit voller Drehzahi arbeitet
und gleichzeitig der Schleberk.olben 18 aus irgendeinem Grunde in der in
F i g. 1
dargestellten Stellung. hängenbleibt. In diesem Fall wird durch den
Regler 16 ein Siche#heitsveritil 37 geöffnet und die Druckkammer
32 des Betätigungsmittels des Schl.ebers 30 entlüftet, wobei eine
Drossel-stelle 138 in der-Ver.bindungsleitung zwischen dieser Kammer und
der An#chlußleit.ung 20, gewährleistet, daß der Druck in,#er Kammer 32 hinreichend
sinkt, so daß der Schieber.#O seine in F i g. 4 und 5 dargestellte
»Anlaß«-Steil-i#ni- ohne Rücksicht auf den Druck in der Anschlußleitu'ncy 20 einnimmt.
Wenn sich der Schieber 3-0. in - dieser Stellung befindet, versperrt
er den Austritt aus der Leitung 22 und verhindert daher den Betrieb des Luftmotors.
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F i g. 6 zeigt schematisch die Anordnung einer Kraftmaschinenanlage
mit zwei Hauptkraftmaschinen, mit deren einer der Wechselstromgenerator
3 übei ein Umlaufrädergetriebe 4 gekoppelt ist und bei der Maßnahmen getroffen
sind, die einen Antrieb des Wechselstromgenerators mittels abgezweigter Luft von
der anderen Kraftmaschine über die in F i g. 5
gezeigten Anschlüsse ermöglichen,
wenn die den Ge nerator normalerweise -antreibende. Kraftmaschine sich außer Betrieb
befindet und von der Kraftmaschinenantriebswelle 1 entkuppplt ist, während
diese Maßnahmen gleichzeitig gewährleisten, daß ein weiterer Verbraucheranschluß
für Abzweigluft aus dem Kraftmaschinenkompressor, z. B. ein Ladesystem für eine
Druckkabine, der normalerweise mit Ab-
zweigluft aus beiden Turbinen gespeist
ist, von jeweils einer beliebigen Kraftmaschine automatisch getrennt wird, die sich
gerade außer Betrieb befindet. Dies wird dadurch erreicht, daß di.e Verbraucherleitung
37 a mit den Abzweigluftleitungen 38 und 39 der dem GeneratornormalerweisezugeordnetenKraftmaschine
40 bzw. der anderen Kraftmaschine 41 verbunden ist, wobei in beiden.Strörnungswegen
je ein Rückschlagventil 42 zwischengeschaltet ist. Die Anschlußleitung 20
für die Abzweigluft in den Regler 16 ist mit der Abzweigluftleitung38 der
Kraftmaschine40 zwischen dieser und dem ihr zugeordneten Rückschlagventil 42 derart
angeschlossen, daß sie während des Anlaßvorgangs die Abluft von dem Luftmotor zur
Kraftmaschine 40 - führt, die unter diesen Bedingungen keinen nennenswerten
Druck für Abzweigluft erzeugt. Die Verbraucherleitung 37 a ist über -ein
Rückschlagventil43 an die Druckzuleitung34 an-geschlossen, die, wenn der Schieber
30 sich in seiner Anlaßstellung befindet, zur-Leitung22 führt.
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Wenn die Kraftiaschine, 40 in ihrem normalen Dzehzahlbereich läuft,
steht in der Anschlußleitung 20 abgezweigte Luft unter.Druck zur Verfügung, und
der Schieber30 befindet sich in jener Stellung, bei der i die, Leitung 22 gegen
die Entlüftungsleitung 23 hin offen ist. Abzweigluft steht außerdem in der
VerbräucherieitunR 37a zur Verfü un , und zwar ent---9 .9
weder von
beiden Kraftmaschinen 40 und 41 oder wenn sich die Kraftmaschine 41 nicht in Betrieb
befindet, nur von der Kraftmaschine 40, während diE Kraftmaschine 41 durch' das
ihr zugeordnete Rückschlaaveritil 42 vom System getrennt ist. Wenn dit Kraftmaschine
40 sich außer Betrieb befindet und angelassen werden soll, verbindet der Schieber
30 dic Leitung 22 mit der Druckleitung 34, die von einea Anlaßenergiequelle
44 unter Druck gesetzt wird und mittels des Rückschlagventils 43 von der Verbraucherleitung
37a getrennt ist, während die Abluft aus dem Luftmotor über die Anschlußleitung
20 zur Abzweigluftleitung 38 der Kraftmaschine 40 geführt wird, die unter
diesen Umständen nicht unter Druck steht, so daß die erforderliche Druckdifferenz;
zwischen 'dem Eintrittsstutzen und dem Austrittstutzen des Luftmotors gewährleistet
ist. Wenn schließlich die eine Kraftmaschine 40 zu einem Zeitpunkt ausfällt, zu
dem der Wechselstromgenerator 3 elektrischen Strom liefern muß, während die
Kraftmaschine 41 weiterläuft - ein Zustand, der z. B. bei einem Flugzeug
mit mehreren Motoren bei Ausfallen der einen Kraftmaschine 40 auftreten kann
-, wird die Antriebswelle 1 (F i g. 1) von der Kraftmaschine
40 getrennt und das Umlaufrädergetriebe 4 mittels der Verriegelungseinrichtungen
35, 36 verriegelt, während der Schieber 30 in der Stellung steht,
in der die Druckleitung 34 mit der Leitung 22 verbunden ist. Der Wechselstromgenerator
wird dann von dem Luftmotor in seinem normalen Drehsinn mit einer Drehzahl angetrieben,
die im wesentlichen gleich ist seiner normalen Betriebsdrehzahl, und der Luftmotor
wird mit Abzweigluft aus der Kraftmaschine 41 gespeist, die der Leitung 22 über
das Rückschlagventil 43 zu-5 geführt wird.
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Obwohl eine Anordnung beschrieben wurde, bei der das Umlaufrädergetriebe
zwei Zentralräder mit Außenverzahnung hat, von denen das größere mit der Welle der
Kraftmaschine und das kleinere mit dem Wechselstromgenerator gekoppelt ist und bei
der der Luftmotor mit dem Planetenradträger gekoppelt ist, können die Verbindungen
des Luftmotors, der Kraftmaschine und des Generators untereinander vertauscht werden,
was in manchen Fällen eine Umkehr des Drehsinnes der einen oder der anderen dieser
Einheiten herbeiführt, wie dies für den Fachmann auf dem Gebiet der Umlaufrädergetriebe
geläufig ist, und, wenn erwünscht, können auch andere Arten von Umlaufrädergetrieben,
insbesondere solche mit einem .innenverzahnten Zentralrad oder Differentialgetriebe
mit Kegelrädern Verwendung finden. Zum Verriegeln des Getriebes können ferner anstatt
der dargestellten Anordnungen Reibungskupplungen oder in jenen Fällen, in denen
ein Sperren nur in einem Drehsinn ,erforderlich ist, sogenannte Freilaufkupplungen
verwendet werden. Der umlaufende Roots-Luftmotor kann durch jeden- beliebigen Motor
ersetzt werden, dessen Drehzahl innerhalb des erforderlichen Bereiches einstellbar
ist und bei dem die Richtung des "Drehmomentes umkehrbar ist, so daß der Motor zum
Anlassen im'entgegengesetzten Drehsinn antreibbar ist. Zum Beispiel kann der Roots-Luftmotor
durch eine andere Verdrängermaschine ersetzt werden, die in einem beliebigen von
zwei entgegengesetzten Dreh-.-sinnen und in mindestens einem Drehsinn mit einer
von Null bis zu einer Maximaldrehzahl kontinuierlich oder fast kontinuierlich veränderbaren
Drehzahl antreibbarIst. Eine derartige MasAine kann eine solche,
mit
veränderlicher oder veränderbarer Verdrängung sein, und zu den geeigneten Maschinen
gehören selbstansaugende Drehkolbenmaschinen mit entweder unveränderlichem oder
einstellbarem Verdrängungsvolumen, Kolbenmaschinen z. B. mit Kurbel- oder Taumelscheibenantrieb,
Zahnradmaschinen (-pumpen) und Schraubenverdrängermaschinen mit oder ohne Expansionsarbeit.
Die Umkehr der Richtung des Drehmomentes kann, wo dies möglich ist, durch Umkehr
der Strömungsrichtung herbeigeführt werden, wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel,
und vorzugsweise kann für Hilfszwecke, z. B. zur Anpassung an einen veränderlichen
Lieferdruck des Mediums, jede beliebige Maßnahme zur Veränderung des Hubes
oder der Verdrängung dienlich sein, die zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit
des Antriebes beiträgt. Der Betrieb des Schiebers 30 als Sicherheitsorgan
gegen Drehzahlüberschreitungen kann anstatt mittels einer Hilfsentlüftung für die
Druckkammer 32 auch mit einer mechanischen Auslösezinrichtung herbeigeführt
werden, die zwischen die Umschaltvorrichtung und den Schieber zwischengeschaltet
wird, oder es kann ein getrenntes Sicherheitsventil zusätzlich zu dem für Anlaßzwecke
verwendeten Schieber 30 in der Leitung 22 vorgesehen sein. Insbesondere in
dem Fall, daß ein getrenntes Sicherheitsventil gegen Drehzahlüberschreitung verwendet
wird, können die Steuerschieberverbindungen für die Leitung 22 für Anlaßzwecke durch
weitere Bunde am Schieberkolben 18 des Reglers jenseits des Kolbenbundes
27 herbeigeführt werden, die derart angeordnet sind, daß sie bei einer weiteren
Bewegung des Schieberkolbens 18 über die normale Stellung für kleine Drehzahlen
hinaus ein Umsteuern bewirken, wenn die Drehzahl des Wechselstromgenerators wesentlich
unterhalb des normalen Mindestwertes liegt.
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Einige abgewandelte Formen sind in F i g. 7 bis 11
gezeigt.
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, In F i g. 7 ist an Stelle des Roots-Luftmotors
13
eine Drehkolbenmaschine vorgesehen. Die Maschine ist mit einem Läufer 44a
ausgestattet, der Schieber 45 aufweist, die durch beliebige herkömmliche und geeignete
Mittel in Anlage an der Wandung eines Ständers 46 gehalten sind, der zwei Austrittsstutzen
hat, an denen die Leitungen 15 bzw. 22 angeschlossen sind.
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Bei der dargestellten Ausführungsforin ist die Exzentrizität des Ständers
46 in bezug auf den Läufer 44a in einer Gleitführung 47 einstellbar, und ein durch
eine Leitung 49 mit der Druckmittelqu#elle verbundener Zylinder 48 ist vorgesehen,
mit dessen Unterstützung eine Steigerung des Lieferdruckes eine Verminderung der
Exzentrizität des Ständers 46 entgegen der Wirkung einer Feder 50 herbeiführt.
Wenn der verfügbare Druck des Mediums gering ist, ist die Außermittigkeit des Läufers
44a in bezug auf den Ständer46 groß, so daß eine angemessene Energiemenge verfügbar
gemacht wird, während bei höherem Lieferdruck des Mediums die Exzentrizität vermindert
wird, da ja dann die erforderliche Energiemenge durch eine geringere Durchtrittsmenge
erzeugt werden kann.
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F i g. 8 zeigt an Stelle des Roots-Luftmotors 13 eine
doppeltwirkende Zweizylinder-Kolben-Maschine 51,
die mit einem geeigneten
Steuerschiebennechanismus 52 ausgerüstet ist, der durch eine Einrichtung
53 mit der Kurbelwelle 54 verbunden ist. Wie bei den vorher beschriebenen
Ausführungsbeispielen ist die Kurbelwelle 54 mit dem Umlaufrädergetriebe 4 verbunden.
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F i g. 9 zeigt schematisch eine Taumelscheibenmaschine. Eine
Anordnung von Zylindern 55 im Kreis ist gemeinsam drehbar mit einer Welle
56 vorgesehen, die mit dem Umlaufrädergetriebe 4 verbunden ist, und die Kolben
57 der einzelnen Zylinder sind mittels Verbindungsstangen 58 entsprechend
angeordneten Stellen mit einer Betätigungsscheibe 59
verbunden, die über Kugellager
60 auf einer geeigneten Grundplatte 61 ruht. Jeder Kolben vollführt
ein Arbeitsspiel je Umdrehung der Zylinderanordnung. Die Neigung der Grundplatte
61 ist um einen Schwenkpunkt 62 und, wie im Fall der F i
g. 7, mittels eines Zylinders 48 einstellbar, der über eine Leitung 49 mit
dem Lieferdruck des Mediums verbunden ist.
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F i g. 10 zeigt einen Zahnradmotor 63, der ebenfalls,
wie die Maschinen bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen, mit dem Leitungssystein
für das Medium über Leitungen 15 und 22 verbunden ist.
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F i g. 11 schließlich zeigt an Stelle der Roots-Luftmaschine
eine Schraubenverdrängermaschine 64.