DE3705026A1 - Propellermodul fuer ein gasturbinentriebwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Propellermodul für ein Gasturbinenflugtriebwerk und insbesondere auf ein Propellermodul, welches zwei im Gegensinn umlaufende Propeller aufweist.

Bei einer Ausbildung eines Propellermoduls für ein Gasturbinenflugtriebwerk mit zwei gegensinnig umlaufenden Propellern am stromaufwärtigen oder stromabwärtigen Ende des Gasturbinentriebwerks (diese sind als Zug- bzw. Schubpropeller bekannt) ist ein Untersetzungsgetriebe erforderlich, um die Propeller gegenläufig anzutreiben. Die Propeller erfordern außerdem einen Mechanismus zur Steuerung der Schaufeleinstellung.

Eine Verminderung der axialen Länge des Propellermoduls und des Gasturbinenflugtriebwerks zusammen mit einer Gewichtsersparnis des Gasturbinenflugtriebwerks konnte dadurch erreicht werden, daß das Untersetzungsgetriebe axial zwischen den Propellern angeordnet wurde und daß der eine Propeller von einem auslegerartigen Aufbau getragen wird, der vom Gasturbinenflugtriebwerk vorsteht, wobei der zweite Propeller drehbar auf dem ersten Propeller gelagert wird.

Bei dieser Anordnung war es jedoch schwierig, die Schaufelanstellung durch einen Antrieb von einer Stelle entfernt von den Propellern zu steuern. In der veröffentlichten britischen Patentanmeldung 85 09 837 ist ein Anstellwinkeleinstellgetriebemechanismus beschrieben, der auf einem Planetenträger gelagert ist und die Anstellung der Propellerschaufeln entfernt von einem Antrieb durch drehbar gelagerte Anstelländerungsräder auf den Planetenrädern des Untersetzungsgetriebes bewirkt. Der Antrieb dreht sich mit dem zweiten Propeller und hierdurch wird bewirkt, daß der Anstellwinkeländerungsmechanismus für den Propeller, der entfernt vom Antrieb liegt, abhängig wird von der Propellerdifferenzdrehzahl.

In der veröffentlichten britischen Patentanmeldung 85 27 056 ist ein Kompensationsgetriebe beschrieben, welches bewirkt, daß der Anstellwinkeländerungsmechanismus für den Propeller entfernt vom Antrieb unabhängig von der Propellerdifferenzdrehzahl wird.

Diese Anstellwinkeländerungsmechanismen sind jedoch kompliziert in ihrem Aufbau und teuer in der Herstellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Propellermodul der Bauart mit zwei gegensinnig umlaufenden Propellern zu schaffen, die durch ein Untersetzungsgetriebe axial zwischen den Propellern angetrieben werden, wobei Anstellwinkeländerungsmechanismen für beide Propeller vorgesehen sind, die unabhängig von der Propellerdifferenzdrehzahl sind und einen unkomplizierten Aufbau besitzen.

Die Erfindung geht aus von einem Propellermodul für ein Gasturbinentriebwerk mit einem ersten Mehrschaufelpropeller und einem zweiten Mehrschaufelpropeller, die koaxial zueinander angeordnet sind und gegensinnig durch koaxiale Wellenanordnungen über ein Untersetzungsgetriebe angetrieben werden, das axial zwischen dem ersten und dem zweiten Mehrschaufelpropeller liegt, wobei das Untersetzungsgetriebe ein Sonnenrad umfaßt, das durch die Welle angetrieben wird, und mehrere Planetenräder durch das Sonnenrad angetrieben werden und ein Zahnkranz von den Planetenrädern angetrieben wird, die drehbar auf dem Planetenradträger gelagert sind, wobei Zahnkranz und Träger im Gegensinn durch die Planetenräder angetrieben werden und wobei erste und zweite Anstellwinkeländerungsvorrichtungen für den ersten und zweiten Mehrschaufelpropeller vorgesehen sind, die durch einen Anstellwinkelkraftantrieb auf der Nabe des zweiten Mehrschaufelpropellers einstellbar sind, wobei die erste Anstellwinkeleinstellvorrichtung einen ersten Antrieb umfaßt, der drehbar auf der Nabe des ersten Mehrschaufelpropellers gelagert ist und die Schaufeln des ersten Mehrschaufelpropellers dreht.

Bei einem solchen Propellermodul wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß ein erster Hydraulikmotor auf dem Träger gelagert ist und den ersten Antrieb speist, wobei der Anstellwinkelkraftantrieb die Zufuhr von Hydraulikmittel nach dem ersten Hydraulikmotor steuert und die Möglichkeit schafft, die Schaufeln des ersten Mehrschaufelpropellers unabhängig von der Differenzgeschwindigkeit zwischen erstem und zweitem Mehrschaufelpropeller einzustellen.

Die zweite Anstellwinkeländerungsvorrichtung kann einen zweiten Antrieb umfassen, der drehbar auf der Nabe des zweiten Mehrschaufelpropellers gelagert ist und die Schaufeln des zweiten Mehrschaufelpropellers dreht, wobei zweite Hydraulikmotoren auf der Nabe des zweiten Mehrschaufelpropellers gelagert und so angeordnet sind, daß die zweite Antriebsvorrichtung angetrieben wird, und wobei der Anstellwinkelkraftantrieb die Zufuhr von Hydraulikmittel nach den zweiten Hydraulikmotoren steuert und eine Einstellung der Schaufeln des zweiten Mehrschaufelpropellers unabhängig von der Differenzdrehzahl zwischen erstem und zweitem Mehrschaufelpropeller ermöglicht.

Der Anstellwinkelkraftantrieb kann ein erstes Anstellwinkelwählventil steuern, das auf dem Träger so angeordnet ist, daß Hydraulikmittel nach den ersten Hydraulikmotoren geliefert wird, wobei die Arbeitsweise des Anstellwinkelkraftantriebs bewirkt, daß das erste Anstellwinkelwählventil entweder Hydraulikmittel nach den ersten Hydraulikmotoren strömen läßt oder die ersten Hydraulikmotoren veranlaßt, den ersten Antrieb so anzutreiben, daß die Anstellung der Schaufeln des ersten Mehrschaufelpropellers geändert wird oder die Zufuhr von Hydraulikmittel nach den ersten Hydraulikmotoren abgesperrt wird.

Der Anstellwinkeländerungskraftantrieb kann ein zweites Anstellwinkelwählventil steuern, wobei das zweite Anstellwinkelwählventil auf der Nabe des zweiten Mehrschaufelpropellers gelagert und so angeordnet ist, daß Hydraulikmittel nach den zweiten Hydraulikmotoren geliefert wird und die Arbeitsweise des Anstellwinkeländerungskraftantriebs das zweite Anstellwinkelwählventil veranlaßt, entweder Hydraulikmittel nach den zweiten Hydraulikmotoren zu leiten, um den zweiten Antrieb zwecks Änderung der Neigung der Schaufeln des zweiten Mehrschaufelpropellers zu veranlassen oder die Zufuhr von Hydraulikmittel nach den zweiten Hydraulikmotoren zu sperren.

Die ersten und zweiten Anstellwinkelwählventile können koaxial zu dem ersten und dem zweiten Mehrschaufelpropeller angeordnet werden, wobei das zweite Anstellwinkelwählventil stromab des ersten Anstellwinkelwählventils liegt. Ein Übertragungsrohr erstreckt sich koaxial zu dem ersten und zweiten Anstellwinkelwählventil und axial hierzu, um Hydraulikmittel dazwischenströmen zu lassen, wobei das Übertragungsrohr Hydraulikmittel unabhängig von der Differenzgeschwindigkeit zwischen erstem und zweitem Mehrschaufelpropeller fördert.

Die ersten und zweiten Hydraulikmotoren können Taumelscheibenmotoren sein.

Die Taumelscheibenmotoren können zwei Taumelscheiben umfassen, die Rücken an Rücken in einem Gehäuse angeordnet sind, wobei die Taumelscheiben am Gehäuse festgelegt sind, wobei eine Trommel koaxial im Gehäuse und axial zwischen den Taumelscheiben angeordnet ist, die mehrere Kolben aufweist, die sich axial bewegen und auf die Taumelscheiben einwirken, und wobei eine Welle an der Trommel festgelegt ist und im Betrieb Hydraulikmittel die Kolben veranlaßt, sich axial gegen die Taumelscheiben zu bewegen und eine Drehung der Trommel und der Welle zu verursachen.

Das Hydraulikmittel kann vom Untersetzungsgetriebe zugeführt werden und das Schmiermittel des Getriebes sein.

Das Schmiermittel des Getriebes kann über eine Hochdruckpumpe geliefert werden, die durch das Untersetzungsgetriebe angetrieben wird.

Das Schmiermittel des Getriebes kann über eine elektrisch angetriebene Pumpe gefördert werden, wenn das Gasturbinenflugtriebwerk nicht in Betrieb ist, um die Schaufeln des ersten und zweiten Mehrschaufelpropellers in die Segelstellung zu überführen.

Der erste Antrieb kann eine erste Trommel aufweisen, die koaxial zur Nabe des ersten Mehrschaufelpropellers drehbar in dieser gelagert ist, wobei die erste Trommel eine erste rezirkulierende Kugelschraube und eine Mutter aufweist, wodurch die Schaufelblätter des ersten Mehrschaufelpropellers gedreht werden können.

Der zweite Antrieb kann eine zweite Trommel umfassen, die drehbar auf der Nabe des zweiten Mehrschaufelpropellers gelagert ist, und die zweite Trommel besitzt eine zweite rezirkulierende Kugelschraube und Mutter, um die Schaufeln des zweiten Mehrschaufelpropellers zu drehen.

Der Träger kann den ersten Mehrschaufelpropeller antreiben und der Zahnkranz kann den zweiten Mehrschaufelpropeller antreiben.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Propellermoduls,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Anstellwinkeleinstellmechanismus,

Fig. 3 in größerem Maßstab einen Schnitt eines Paares von Anstellwinkelwählventilen, die einen Teil des Neigungswinkeländerungsmechanismus darstellen,

Fig. 4 einen Längsschnitt eines weiteren gemäß der Erfindung ausgebildeten Propellermoduls,

Fig. 5 in größerem Maßstab eine Schnittansicht eines Hydraulikmotors, der einen Teil des Anstellwinkeländerungsmechanismus aufweist.

In Fig. 1 ist ein Propellermodul 10 für ein Gasturbinenflugtriebwerk dargestellt, und bei diesem Ausführungsbeispiel findet ein Druckschrauben-Turbopropeller Verwendung, der durch das Gasturbinenflugtriebwerk angetrieben wird. Der Propellermodul 10 weist einen ersten Mehrschaufelpropeller 12 und einen koaxialen zweiten Mehrschaufelpropeller 14 auf, die im Gegensinn angetrieben werden. Der erste Mehrschaufelpropeller 12 besitzt eine Nabe 16, die die Schaufeln trägt, und die Schaufeln sind in der Nabe 16 mittels Verstellschaufelfußabschnitten 20 und einem entsprechenden Kugellager 22 für jeden Schaufelfußabschnitt 20 befestigt. In gleicher Weise besitzt der zweite Mehrschaufelpropeller 14 eine Nabe 18, die die Schaufeln trägt, die ebenfalls drehbar in der Nabe 18 mittels schwenkbarer Schaufelfußabschnitte 24 über ein entsprechendes Kugellager 26 für jeden Schaufelfußabschnitt 24 gelagert sind.

Der erste Mehrschaufelpropeller ist drehbar an dem Auslegeraufbau 30 gelagert, der von dem Gasturbinenflugtriebwerk in Richtung stromab verläuft, und die Abstützung erfolgt über Lager 28 am stromaufwärtigen Ende der Nabe 16 und Lager 29 am stromabwärtigen Ende der Nabe 16. Der Auslegeraufbau erstreckt sich koaxial in die Propellernabe 16 hinein und eine Welle 36 von einer Nutzleistungsturbine 34 erstreckt sich koaxial durch den Auslegeraufbau 30 und ist koaxial mit einem Wellenfortsatz 44 verbunden. Der zweite Mehrschaufelpropeller 14 ist drehbar auf der Nabe 16 des ersten Mehrschaufelpropellers 12 über Lager 32 abgestützt.

Der Wellenfortsatz 44 treibt ein Untersetzungsgetriebe, welches koaxial zu dem ersten und zweiten Mehrschaufelpropeller und zwischen diesen angeordnet ist. Der Wellenfortsatz besitzt ein Sonnenrad 48, welches daran befestigt ist, und das Sonnenrad 48 kämmt mit mehreren Planetenrädern 50, die drehbar in einem Träger 46 gelagert sind, und treibt diese an. Die Planetenräder 50 kämmen ihrerseits mit einem Zahnkranz 52 und treiben diesen an. Der Zahnkranz 52 treibt die Nabe 18 und den zweiten Mehrschaufelpropeller 14 an und der Träger 46 treibt die Nabe 16 und den ersten Mehrschaufelpropeller 12 in Gegenrichtung zu dem zweiten Mehrschaufelpropeller 14 an.

Der erste und der zweite Mehrschaufelpropeller 12 bzw. 14 besitzen einen Anstelländerungsmechanismus und der erste und der zweite Mehrschaufelpropeller 12 und 14 besitzen eine erste und eine zweite Trommel 54 bzw. 62, die koaxial innerhalb der Naben 16 und 18 durch Lager 56, 58 bzw. 64, 66 abgestützt sind. Die erste und die zweite Trommel 54 und 62 besitzen rezirkulierende Kugelgewindegänge und Muttern 60 und 68 sind auf den Gewindegängen der Trommeln aufgeschraubt.

Die Muttern 60 und 68 besitzen mehrere in Umfangsrichtung in gleichem Abstand angeordnete Arme 61 und 69, und zwar einen für jede Propellerschaufel, und diese sind an den schwenkbaren Schaufelfußabschnitten 20 und 24 der Mehrschaufelpropeller befestigt. Da die schwenkbaren Schaufelfußabschnitte 20 und 24 drehbar in den Naben 16 und 18 über die Kugellager 22 und 26 gelagert sind, ermöglicht eine Bewegung der Muttern 60 und 68 längs der Trommeln 54 und 62 durch Drehung der Trommeln, daß die Propellerschaufeln gedreht werden, um die Anstellung dieser Propellerschaufeln zu ändern.

Die Anstellung der Propellerschaufeln wird durch Relativdrehung zwischen den Naben 16 und 18 und den Trommeln 54 und 62 eingestellt, welche bewirken, daß sich die Muttern 60 und 68 auf den Trommeln drehen. Die erste und die zweite Trommel werden veranlaßt, sich relativ zu den Naben zu drehen, und zwar durch einen Anstellwinkeländerungs- Kraftantrieb 70 und weiter durch einen Anstellwinkeländerungsmechanismus 72, 74.

Die Abgase der Nutzleistungsturbine 34 strömen durch mehrere im Querschnitt keulenförmige Kanäle 38, die die Abgase durch die Abgasauslässe 40 richten, die stromauf der Propeller 12 und 14 angeordnet sind.

Der Propellermodul 210 in Fig. 4 entspricht im wesentlichen dem Propellermodul gemäß Fig. 1. Der Hauptunterschied besteht darin, daß der Propellermodul 210 einen ringförmigen Abgaskanal besitzt, der von einem Kanalabschnitt 238 am stromabwärtigen Ende des Gasturbinenflugtriebwerks und von Kanalabschnitten 240 und 242 gebildet wird, die axial durch den ersten und den zweiten Propeller radial zwischen den Schaufeln und dem Untersetzungsgetriebe und dem Anstellwinkeleinstellmechanismus verlaufen.

Die Kanalabschnitte 240 und 242 besitzen Hohlschaufeln 244 bzw. 246, die radial über den Ringkanal verlaufen und die darin Drehstäbe 220 bzw. 224 angeordnet haben. Die Drehstäbe 220 und 224 verlaufen radial und sind drehbar an den Naben 16 bzw. 18 durch konische Rollenlager 222 bzw. 226 abgestützt. Jeder Drehstab ist an einer Schaufel befestigt und die Bewegung der Muttern 60 und 68 längs der Trommel 54 und 62 durch Drehung der Trommeln bewirkt, daß die Propellerschaufeln gedreht werden, damit die Anstellung der Propellerschaufeln geändert wird.

Fig. 2 und 3 zeigen schematisch den Anstellwinkeländerungsmechanismus 72 und 74. Die erste Trommel 54 wird durch mehrere Hydraulikmotoren 76 über einfache Stirnräder 78 angetrieben. Es wird vorgeschlagen, zwei Hydraulikmotoren zu benutzen, aber es kann auch ein Motor ausreichend sein. Die Hydraulikmotoren 76 sind auf dem Träger 46 montiert und liegen innerhalb der Planetenräder 50. Die zweite Trommel 62 wird ebenfalls durch mehrere Hydraulikmotoren über einfache Stirnräder 82 angetrieben. Die Hydraulikmotoren 80 sind auf der Antriebseinheit 70 für die Anstellwinkeländerungsvorrichtung montiert und diese Einheit ist ihrerseits auf der Nabe des zweiten Propellers gelagert. Ein weiteres Stirnrad 84 kann erforderlich sein, um mit dem Stirnrad 82 und der Trommel 62 zu kämmen, um die Antriebsrichtung zu ändern und den Spalt zwischen Trommel 62 und Stirnrad 82 zu überbrücken. Das Stirnrad 84 ist drehbar auf dem Hydraulikmotor 80 gelagert.

Die Hydraulikmotoren 76 und 80 werden durch ein Hydraulikmittel angetrieben, das von einer Quelle hydraulischer Flüssigkeit geliefert wird, und dies kann eine getrennte Hydraulikquelle sein, aber es ist zweckmäßig die Speisung mit Hydraulikmittel vorzunehmen, das aus der Hauptgetriebeversorgung stammt.

Das Hydraulikmittel, d. h. das Schmiermittel für das Getriebe, wird den ersten Hydraulikmotoren und den zweiten Hydraulikmotoren über ein Rohr 144 und eine Hochdruckölpumpe 146 zugeführt, die durch die Getriebekette, die nach dem ersten Anstellwinkelwählventil 86 und dem zweiten Anstellwinkelwählventil 88 führt, angetrieben wird.

Das Rohr 144 von der nach dem Anstellwinkelwählventil 86 führenden Getriebekette ist mit einem Rückflußrohr 154 stromab der Hochdruckpumpe 146 versehen und das Rückführrohr 154 weist ein Rückflußventil 152 auf, welches öffnet, wenn der Druck des Schmiermittels stromab der Hochdruckpumpe höher wird als erforderlich. Das erste Anstellwinkelwählventil 86 steuert die Strömung von Hydraulikmittel nach den ersten Hydraulikmotoren 76 und das zweite Anstellwinkelwählventil 88 steuert die Strömung von Hydraulikmittel nach den zweiten Hydraulikmotoren 80. Die Anstellwinkelwählventile sind koaxial zu dem ersten und zweiten Mehrschaufelpropeller angeordnet.

Das erste Anstellwinkelwählventil 86 weist einen Zylinder 90 auf, in dem ein hohles Anstellwinkelwählglied 92 angeordnet ist. Das Anstellwinkelwählglied 92 ist an beiden axialen Enden offen und besitzt drei Ringnuten 92 a, 92 b und 92 c in der äußeren Oberfläche, die mit der inneren Oberfläche des Zylinders 90 zusammenwirken, um Kammern zu bilden. Das Anstellwinkelwählglied besitzt auch eine Öffnung 94, die das hohle Innere des Anstellwinkelwählgliedes 92 mit der zentralen Ringnut 92 b verbindet. Der Zylinder 90 besitzt zwei Öffnungen 96 und 98, die mit den Hydraulikmotoren 76 über Leitungen 100 bzw. 102 verbunden sind, und der Zylinder besitzt außerdem zwei Öffnungen 104 und 106, die mit den durch die Ringnuten 92 a bzw. 92 c gebildeten Kammern in Verbindung stehen und mit den Rückführleitungen 110 und 112 nach der Getriebekette. Der Zylinder 90 besitzt eine Einlaßöffnung 108 in einem axialen Ende, die mit Hydraulikmittel von der Hochdruckölpumpe 146 gespeist wird. Das axiale Ende des Zylinders 90, welches der Öffnung 108 abgewandt ist, ist offen, aber das Anstellwinkelwählglied 92 bildet eine Dichtung hierfür.

Das zweite Anstellwinkelwählventil 88 weist einen Zylinder 118 auf, in dem ein hohles Anstellwinkelwählglied 120 angeordnet ist. Das Anstellwinkelwählglied 120 ist an beiden axialen Enden offen und besitzt drei Ringnuten 120 a, 120 b und 120 c, die auf der äußeren Oberfläche ausgebildet sind und mit der inneren Oberfläche des Zylinders 118 zusammenwirken, um Kammern zu bilden. Das Anstellwinkelwählglied besitzt außerdem eine Öffnung 122, die das hohle Innere des Anstellwinkelwählgliedes 120 mit der zentralen Ringnut 120 b verbindet. Der Zylinder 118 besitzt zwei Öffnungen 124 und 126, die mit den Hydraulikmotoren 80 über Rohre 128 bzw. 130 verbunden sind, und er besitzt außerdem zwei Öffnungen 132 und 134, die mit den Kammern in Verbindung stehen, die durch die Ringnuten 120 a bzw. 120 c gebildet sind, und außerdem erfolgt eine Verbindung mit den Rückführleitungen 136 und 138 nach dem Getriebe. Der Zylinder 118 besitzt ein axiales offenes Ende, aber das Anstellwinkelwählglied 120 bildet eine Dichtung hierfür.

Erstes und zweites Wählventil sind so angeordnet, daß das zweite Wählventil 88 stromab des ersten Wählventils 86 liegt, und die offenen Enden der Zylinder 90 und 118 sind einander zugewandt. Ein Übertragungsrohr 114 mit teilkugelförmigen Enden erstreckt sich koaxial zwischen den offenen Enden der Zylinder 90 und 118, und es liegt innerhalb des Anstellwinkelwählgliedes und ist an den offenen Enden hiervon mittels Dichtungsgliedern 116 abgedichtet, deren Oberflächen mit den teilkugelförmigen Oberflächen des Übertragungsrohres 114 zusammenpassen und eine relative Drehung zulassen.

Das erste Anstellwinkelwählventil 86 ist auf dem Träger 46 montiert und das zweite Anstellwinkelwählventil 88 ist auf der Nabe des zweiten Propellers gelagert.

Das Übertragungsrohr 114 ermöglicht eine Übertragung von Schmiermittel von dem ersten Anstellwinkelwählventil 86 nach dem zweiten Anstellwinkelwählventil 88 und die Strömung wird nicht durch die Gegensinndrehung der beiden Mehrschaufelpropeller beeinträchtigt.

Der Anstellwinkel der Schaufeln des ersten und des zweiten Mehrschaufelpropellers wird durch das erste und zweite Anstellwinkelwählventil 86 bzw. 88 gesteuert. Diese steuern die Hydraulikströmung nach den Hydraulikmotoren 76 und 80. Erstes und zweites Anstellwinkelwählventil werden ihrerseits durch die Anstellwinkeländerungs- Kraftantriebseinheit 70 gesteuert, die die Steuerstäbe 140 und 142 betätigt.

Wenn die Anstellwinkeländerungsantriebseinheit 70 die Steuerstäbe 140 und 142 betätigt, bewegen diese sich axial bezüglich des Propellermoduls 10 und bewirken, daß das Anstellwinkelwählglied 92 im ersten Anstellwinkelwählventil 86 und das Anstellwinkelwählglied 120 im zweiten Anstellwinkelwählventil 88 sich axial bewegen.

Die ersten und zweiten Anstellwinkelwählglieder sind durch die Steuerstangen zwischen drei Stellungen beweglich.

In Fig. 2 befinden sich die Anstellwinkelwählglieder 92 und 120 in einer zweiten Stellung und sie fördern kein Hydraulikmittel nach den Hydraulikmotoren, so daß der Anstellwinkel der Schaufeln fixiert ist.

Wenn das Gasturbinenflugtriebwerk im Betrieb befindlich ist und wenn die Anstellung der Schaufeln geändert werden soll, treibt die Anstellwinkeleinstellantriebseinheit 70 die Steuerstangen 140 und 142, um sie axial entweder stromauf oder stromab derart zu verschieben, daß die Öffnungen 94 und 122 im Anstellwinkelwähler 92 bzw. 120 entweder mit den Öffnungen 96 oder 98 und 124 oder 126 in den Zylindern 90 bzw. 118 in Verbindung stehen.

Wenn die Steuerstangen 140 und 142 axial in stromaufwärtiger Richtung bewegt werden, dann werden die Anstellwinkelwähler nach einer ersten Stellung überführt und die Öffnungen 94 und 122 der Anstellwinkelwähler 92 und 120 stehen mit den Öffnungen 96 bzw. 124 in Verbindung. Das Hydraulikmittel wird über Leitungen 100 und 128 den Hydraulikmotoren 76 bzw. 80 zugeführt, die ihrerseits die Stirnräder 78 und 80 antreiben, um die Anstellung der Schaufeln des ersten und des zweiten Mehrschaufelpropellers in einer Richtung zu ändern. Dann wird das Hydraulikmittel nach dem ersten und dem zweiten Wählventil 86 bzw. 88 über Leitungen 102 und 130 zurückgeführt. Das Hydraulikmittel strömt durch die Öffnungen 98 und 126 der Zylinder 90 bzw. 118 und in die Ringnuten 92 c und 120 c der Anstellwinkelwähler 92 bzw. 120 und durch die Öffnungen 106 und 134 der Zylinder 90 bzw. 118 in die Leitungen 112 und 138, um nach dem Getriebe zurückgeführt zu werden.

Wenn die Steuerstäbe 140 und 142 axial in stromabwärtiger Richtung verschoben werden, dann werden die Anstellwinkelwähler in eine dritte Stellung überführt und die Öffnungen 94 und 122 der Anstellwinkelwähler 92 bzw. 120 stehen jeweils mit den Öffnugnen 98 und 126 in Verbindung. Das Hydraulikmittel wird über Rohre 102 und 130 den Hydraulikmotoren 76 und 80 zugeführt, die ihrerseits die Stirnräder 78 und 80 so antreiben, daß die Anstellung der Schaufeln vom ersten und zweiten Mehrschaufelpropeller im Gegensinn geändert wird. Dann wird das Hydraulikmittel über Leitungen 100, 128, Öffnungen 96, 124, Ringnuten 92 a, 120 a, Öffnungen 104, 132 und Leitungen 110 bzw. 136 nach dem Getriebe zurückgeführt.

Wenn das Gasturbinenflugtriebwerk nicht im Betrieb befindlich ist, kann von der Hochdruckpumpe 146 kein Hochdrucköl geliefert werden. Wenn die Anstellung der Schaufeln bei stehendem Gasturbinenflugtriebwerk geändert werden soll, wird Öl zur Einstellung der Segelstellung von einer elektrisch angetriebenen Pumpe über ein Rohr 158 und über ein Rückschlagventil 160 der Öffnung 108 des Anstellwinkelwählventils 86 zugeführt. Die Anstellwinkeländerungseinheit 70 bewirkt, daß die Anstellwinkelwähler 92 und 120 in der erforderlichen Richtung tätig werden, um die Schaufeln in die Segelstellung zu überführen.

Fig. 3 zeigt die Anstellwinkelwählventile im einzelnen und auch ein Doppelventil 162 und ein Folgeventil 174. Das Doppelventil 162 liegt koaxial und stromab des zweiten Anstellwinkelwählventils 88 und besteht aus einem hohlen Ventilkörper 164, der sich axial bewegt, und einen hohlen Körper 166, der fest bleibt. Eine Öffnung 168 läßt Hydraulikmittel in eine Kammer 170 gelangen, die zwischen dem Ventilkörper 164 und dem Körper 166 ausgebildet ist, und der Körper 166 besitzt eine Öffnung 172, durch die Hydraulikmittel nach dem Folgeventil 174 gefördert wird.

Das Folgeventil 174 besteht aus zwei hohlen zylindrischen Teilen 176 und 180, die radial verlaufen. Der hohle Teil 180 ist gleitbar gelagert, um sich in Radialrichtung bewegen zu können. Der hohle Teil 176 ist gleitbar in dem Hohlkörper 180 angeordnet und dazwischen wird eine Kammer 185 definiert. Die Hohlkörper 176 und 180 besitzen im Winkel angestellte Flächen an ihren radial äußeren Enden, um an entsprechend im Winkel angestellten Flächen der Stäbe 142 und 144 anzugreifen. Der Hohlkörper 176 besitzt Öffnungen 178 an seinem radial äußersten Ende, benachbart zu den im Winkel angestellten Flächen, und der Hohlkörper 180 besitzt eine Ringnut und Öffnungen 182, die die Kammer 185 mit der Kammer 170 verbinden. Innerhalb der Kammer 185 liegt eine Feder 184, um die Hohlkörper in Spreizrichtung vorzuspannen.

Dem Ventil 172 wird Hydraulikmittel über eine Öffnung 186 im zweiten Anstellwinkelwählventil 88 und durch die Öffnung 168 zugeführt. Das Hydraulikmittel wird dem Untersetzungsgetriebe über Öffnungen 188 zurückgeführt, die am stromabwärtigen Ende des zweiten Anstellwinkelwählventils 88 angeordnet sind. Die Rückführung erfolgt über Leitungen 192, 194 und 196, die konzentrisch um die Anstellwinkelwählventile 86, 88 von einem Gehäuse 198 gebildet werden, das auch die Stangen 140 und 142 aufnimmt. Die Öffnungen 104, 106 in dem ersten Anstellwinkelwählventil 86 lassen das Hydraulikmittel in die Leitung 192 eintreten und die Öffnungen 132, 134 des zweiten Anstellwinkelwählventils lassen das Hydraulikmittel in die Leitung 196 austreten.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, speisen die Wählventile die Hydraulikmotoren nicht mit Hydraulikmittel.

Das Hydraulikmittel wird dem Doppelventil und dem Folgeventil zugeführt und das Doppelventil 164 stößt axial an das Glied 166 an und schafft die Möglichkeit, daß das Hydraulikmittel nach dem Untersetzungsgetriebe über die Öffnungen 188 und die Leitungen 192, 194, 196 zurückfließen kann. Wenn die Anstellung der Propellerschaufeln geändert werden soll, bewegen sich eine oder beide Stangen 140, 142 axial, und wegen der abgeschrägten Flächen der zylindrischen Teile 176 und 180 des Folgeventils 174 erfolgt eine Bewegung radial relativ zueinander. Bei der Relativbewegung zueinander schließt das hohle Glied 176 die Öffnung 182 in dem hohlen Glied 180 und verhindert, daß Hydraulikmittel in die Kammer 185 einströmt. Das Hydraulikmittel, das in die Kammer 170 eintritt, bewegt nunmehr das Doppelventil 164 axial stromaufwärts und schließt die Öffnungen 188, um zu verhindern, daß das Hydraulikmittel nach dem Untersetzungsgetriebe zurückfließt. Hierdurch gelangt die Hochdruckpumpe auf ihren vollen Arbeitsdruck.

Die Bewegung der Stangen 140, 142 axial zurück nach der Stellung gemäß Fig. 3 bewirkt, daß die Hohlglieder des Folgeventils sich radial unter der Wirkung der Feder nach außen bewegen und so den Druck im Doppelventil vermindern. Dies bewirkt, daß das Doppelventil sich axial stromab bewegt, um an dem Hohlglied anzustoßen, und dabei kann das Hydraulikmittel durch die Öffnungen 188 nach dem Untersetzungsgetriebe strömen und der Druck des Hydraulikmittels vermindert sich in den Anstellwinkelwählventilen und der Hochdruckpumpe.

Die Hydraulikmotoren gemäß Fig. 5 sind von der Taumelscheiben- Bauart. Beide weisen zwei Taumelscheiben 200 und 202 auf, die Rücken an Rücken in einem gemeinsamen Gehäuse 204 untergebracht sind, und die Taumelscheiben sind am Gehäuse fixiert, so daß sie sich nicht mitdrehen. Ein Mantelringrohr 210 ist koaxial im Gehäuse 204 axial zwischen den Taumelscheiben angeordnet und treibt eine Abtriebswelle 218 an, die ihrerseits die Stirnräder des Anstellwinkeländerungsmechanismus treibt. Das Mantelrohr 210 weist mehrere Kolben 206 und 208 auf, die sich axial bewegen und auf die Taumelscheiben 200 bzw. 202 einwirken. Zwei Rohre 214 und 216 liegen innerhalb des Gehäuses 204 und eines innerhalb der anderen Hydraulikmittelzufuhr nach den Kolben 206 und 208 vom Wählventil her, und die rücklaufende Hydraulikflüssigkeit strömt von den Kolben nach den Wählventilen. Wenn das Hydraulikmittel den Kolben zugeführt wird, bewegen sich die Kolben axial nach außen voneinander weg und da die Taumelscheibe fest ist, werden das Mantelrohr und die Welle veranlaßt, sich zu drehen und die Stirnräder anzutreiben.

Die Drehrichtung des Mantelrohres und der Welle ist davon abhängig, welches Rohr das Hydraulikmittel den Kolben zuführt.

Die Benutzung des Getriebeschmiermittels zum Antrieb der Hydraulikmotoren führt zu einer verminderten Schmiermittelströmung, wodurch sich eine verminderte Kapazität von Öldruck und Spülpumpen ergibt.

Die mit ihren Taumelscheiben Rücken an Rücken liegenden Hydraulikmotoren vermeiden unerwünschte Axialbelastungen und verdoppeln den Leistungsausgang.

Es könnten jedoch auch andere geeignete Hydraulikmotoren anstelle der Taumelscheibenanordnungen benutzt werden.

Die Hydraulikmotoren besitzen Verriegelungsmechanismen, die durch den Hydraulikdruck freigegeben werden, die die Motoren jedoch verriegeln, falls ein Hydraulikmittelverlust eintritt, damit in diesem Falle die Propellerschaufeln in ihrer angestellten Lage verbleiben.

Claims (16)

1. Propellermodul für ein Gasturbinentriebwerk mit einem ersten Mehrscheufelpropeller und einem zweiten Mehrschaufelpropeller, die koaxial zueinander angeordnet und gegensinnig über koaxial zueinander liegende Wellen über ein Untersetzungsgetriebe angetrieben werden, das axial zwischen dem ersten und zweiten Mehrschaufelpropeller liegt und ein Sonnenrad, welches von der Welle angetrieben wird und mehrere Planetenräder aufweist, die vom Sonnenrad angetrieben werden, während die Planetenräder einen Zahnkranz antreiben und drehbar auf dem Träger gelagert sind, wobei Zahnkranz und Träger in Gegenrichtung durch die Planetenräder angetrieben werden, mit einer ersten und zweiten Vorrichtung zur Schaufelanstellung für den ersten und zweiten Mehrschaufelpropeller und mit einem Kraftantrieb für die Einstellvorrichtung, die einen ersten Antrieb aufweisen, der drehbar auf der Nabe des ersten Mehrschaufelpropellers sitzt und die Schaufeln des ersten Mehrschaufelpropellers dreht, dadurch gekennzeichnet, daß erste Hydraulikmotoren auf dem Träger gelagert und so angeordnet sind, daß der erste Antrieb in Tätigkeit gesetzt wird, daß der Kraftantrieb für die Schaufeleinstellung auf der Nabe des zweiten Propellers angeordnet ist und die Zufuhr von Hyxdraulikmittel nach dem ersten Hydraulikmotor steuert und eine Einstellung der Anstellung der Schaufeln des ersten Mehrschaufelpropellers unabhängig von der Differenzdrehzahl zwischen erstem und zweiten Mehrschaufelpropeller gewährleistet.

2. Propellermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anstellwinkeländerungsvorrichtung einen zweiten Antrieb aufweist, der drehbar auf der Nabe des zweiten Mehrschaufelpropellers angeordnet und so ausgebildet ist, daß die Schaufel des zweiten Mehrschaufelpropellers gedreht werden, und daß die zweiten Hydraulikmotoren auf der Nabe des zweiten Mehrschaufelpropellers montiert und so angeordnet sind daß der zweite Antrieb in Tätigkeit gesetzt wird, und daß der Kraftantrieb für die Schaufelanstellung die Zufuhr von Hydraulikmittel nach den zweiten Hydraulikmotoren steuert und gewährleistet, daß die Anstellung der Schaufeln des zweiten Mehrschaufelpropellers unabhängig von der Differenzdrehzahl zwischen erstem und zweitem Mehrschaufelpropeller erfolgen kann.

3. Propellermodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftantrieb für die Schaufelanstellung ein erstes Anstellwinkel- Wählventil steuert, das auf dem Träger des Getriebes angeordnet und so ausgebildet ist, daß Hydraulikmittel nach den ersten Hydraulikmotoren gefördert wird, wobei die Anstellwinkeleinstellvorrichtung bewirkt, daß das erste Anstellwinkelwählventil entweder das Hydraulikmittel nach den ersten Hydraulikmotoren strömen läßt, um die ersten Hydraulikmotoren zu veranlassen, den ersten Antrieb zur Änderung der Anstellung des ersten Mehrschaufelpropellers anzutreiben oder die Zufuhr von Hydraulikmittel nach den ersten Hydraulikmotoren abzusperren.

4. Propellermodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftantrieb der Einstellvorrichtung ein zweites Anstellwinkelventil steuert, das auf der Nabe des zweiten Mehrschaufelpropellers angeordnet und so ausgebildet ist, daß das Hydraulikmittel den zweiten Hydraulikmotoren zugeführt wird, wobei die Arbeitsweise des Kraftantriebs der Einstellvorrichtung das zweite Einstellventil veranlaßt, das Hydraulikmittel entweder nach den zweiten Hydraulikmotoren gelangen zu lassen, damit die zweiten Hydraulikmotoren den zweiten Antrieb betätigen, um die Einstellung der Schaufeln des zweiten Mehrschaufelpropellers zu bewirken oder die Zufuhr von Hydraulikmittel nach den zweiten Hydraulikmotoren abzusperren.

5. Propellermodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Wählventile koaxial zum ersten und zweiten Mehrschaufelpropeller angeordnet sind, daß eine Übertragungsleitung koaxial zu den ersten und zweiten Wählventilen axial zwischen diesen verläuft, um dazwischen Hydraulikmittel zu fördern, und daß die Übertragungsleitung Hydraulikmittel unabhängig von der Differenzdrehzahl zwischen erstem und zweitem Mehrschaufelpropeller fördert.

6. Propellermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Hydraulikmotoren als Taumelscheibenmotoren ausgebildet sind.

7. Propellermodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibenmotoren zwei Taumelscheiben aufweisen, die Rücken an Rücken in einem Gehäuse angeordnet sind, daß die Taumelscheiben am Gehäuse festgelegt sind, daß eine Trommel koaxial innerhalb des Gehäuses axial zwischen den Taumelscheiben angeordnet ist, daß die Trommel mehrere Kolben aufweist, die sich axial in einzelnen Zylindern bewegen und gegen die Taumelscheiben abgestützt sind, daß eine Welle an der Trommel festgelegt ist, und daß im Betrieb das zugeführte Hydraulikmittel die Kolben axial gegen die Taumelscheiben bewegt, um eine Drehung der Trommel und der Welle zu bewirken.

8. Propellermodul nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftantrieb für die Winkelanstellung eine erste Wählstange antreibt, die axial bewegt wird, um das erste Anstellwinkelwählventil zu betätigen, wobei außerdem eine zweite Anstellwinkelwählstange angetrieben wird, die axial beweglich ist, um das zweite Anstellwinkelwählventil zu betätigen.

9. Propellermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydraulikmittel vom Untersetzungsgetriebe zugeführt wird, und daß das Hydraulikmittel das Schmiermittel des Getriebes ist.

10. Propellermodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel für das Getriebe über eine Hochdruckpumpe zugeführt wird, die durch das Untersetzungsgetriebe angetrieben wird.

11. Propellermodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel für das Getriebe über eine elektrisch angetriebene Pumpe zugeführt wird, wenn das Gasturbinenantriebwerk nicht im Betrieb befindlich ist, um die Schaufeln von erstem und zweitem Mehrschaufelpropeller in die Segelstellung zu überführen.

12. Propellermodul nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wechselventil vorgesehen ist, das die Rückströmung von Hydraulikmittel von dem ersten und zweiten Wählventil nach dem Untersetzungsgetriebe steuert, und daß das Wechselventil die Rückströmung von Hydraulikmittel nach dem Untersetzungsgetriebe absperrt und den Druck des Hydraulikmittels zu erhöhen, das den Hydraulikmotoren über die Wählventile zugeführt wird.

13. Propellermodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Folgeventil das Wechselventil steuert, und daß das Folgeventil durch Axialbewegung einer Einstellwählstange oder durch die Bewegung beider Stangen betätigt wird.

14. Propellermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Antrieb eine erste Trommel aufweist, die koaxial innerhalb der Nabe des ersten Mehrschaufelpropellers drehbar gelagert ist, und daß die erste Trommel eine erste rezirkulierende Kugelschraube und eine Mutter aufweist, um die Schaufeln des ersten Mehrschaufelpropellers zu drehen.

15. Propellermodul nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Antrieb aus einer zweiten drehbar auf der Nabe des zweiten Mehrschaufelpropellers gelagerten Trommel besteht, die eine zweite rezirkulierende Kugelschraube und Mutter besitzt, um die Schaufeln des zweiten Mehrschaufelpropellers zu drehen.

16. Propellermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger den ersten Mehrschaufelpropeller und der Zahnkranz den zweiten Mehrschaufelpropeller antreibt.