DE1072430B

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Publication number: DE1072430B
Application number: DENDAT1072430D
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFT 1072PATENT DOCUMENT 1072 ANMELDETAG:REGISTRATION DAY:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGE SCHRIFT:NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF THE INTERPRETATION LETTER:

AUSGABE DER PATENTSCHRIFT:ISSUE OF PATENT LETTERING:

DBP 1072 430 kl. 46f 8/01DBP 1072 430 kl. 46f 8/01

INTERNAT. KL. F 02 CINTERNAT. KL. F 02 C

24. A U G U S T 195724. A U G U S T 1957

31.DEZEMBER 195? 15. JUNI 1960DECEMBER 31, 195? JUNE 15, 1960

STIMMT ÜBEREIN MIT AUSLEGESCHRIFT 1 072 430 (B«807 In/16f)COMPLIES WITH EXPLAINING PAPER 1 072 430 (B «807 In / 16f)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere für Gasturbinen, die ein Regelventil in der Brennstoffzuführungsleitung sowie Vorrichtungen, die auf verschiedenartige Stör-, Führungs- und Regelgrößen zum Verstellen des Regelventils ansprechen, und ein Planetenradgetriebe zur Bildung einer resultierenden Stellkraft für das Regelventil aus den verschiedenartigen Größen aufweist.The invention relates to a control device for internal combustion engines, in particular for gas turbines that have a control valve in the fuel supply line as well as devices that operate on various types Address disturbance, command and control variables for adjusting the control valve, and a Planetary gear to form a resulting actuating force for the control valve from the various Having sizes.

Bei Strahltriebwerken ist eine Regeleinrichtung bekannt, bei der ein Differentialgetriebe, das zwei Einläßräder, die durch die entsprechende Regelgrößen betätigt werden, aufweist und dessen Auslaßglied unmittelbar auf das Regelglied für die Brennstoffzuführung einwirkt. Bei einer dieser bekannten Einrichtungen weist das Differentialgetriebe zwei Räder auf, die in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl und der Luftgeschwindigkeit im Verdichter angetrieben werden, wobei das Abtriebsrad des Differentialgetriebes auf das Brennstoffzuflußventil einwirkt, so däß das Verhältnis der Drehzahl zu der Luftgeschwindigkeit aufrechterhalten bleibt.In jet engines, a control device is known in which a differential gear, the two Inlet wheels, which are actuated by the corresponding controlled variables, and its outlet member acts directly on the control element for the fuel supply. In one of these known facilities the differential gear has two wheels that depend on the engine speed and the air speed in the compressor are driven, wherein the output gear of the differential gear acts on the fuel supply valve so that the ratio of the speed to the air speed is maintained.

Es ist auch schon bekanntgeworden, eine Anzahl von Nocken zu verwenden, um einen vorher festgelegten Brennstoffzufluß während des Laufes der Maschine zu erhalten. Durch die Verwendung einer Mehrzahl von Nocken hat sich jedoch eine komplizierte Bauart ergeben, so daß die Aufgabe besteht, eine wesentliche Vereinfachung einer derartigen Regeleinrichtung zu erzielen.It has also become known to use a number of cams to create a predetermined one To maintain fuel flow while the engine is running. By using a However, the plurality of cams has been found to be of a complicated construction, so that the task is to achieve a substantial simplification of such a control device.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Rad des Planetengctriebes als Steuernocken ausgebildet ist und eine Mehrzahl von Steuerflächen aufweist, auf denen ein Hebelgestänge aufliegt, welches das Regelventil verstellt.This object is achieved according to the invention in that a wheel of the planetary gear drive is used as a control cam is formed and has a plurality of control surfaces on which a lever linkage rests, which adjusts the control valve.

Hierdurch wird erreicht, daß nur ein einziger Steuernocken vorgesehen zu werden braucht, der drei Nockenflächen für die Beschleunigung, die Verzögerung und den gleichbleibenden Betriebszustand aufweist. Dieses Nockenglied bildet einen Teil des Planetenradgetriebes, das irgendein von der Drehzahl der Maschine angetriebenes Glied und noch irgendein anderes Element, das von irgendeinem anderen Parameter der Maschine beeinflußt wird, aufweist.This ensures that only a single control cam needs to be provided, the three Cam surfaces for acceleration, deceleration and the constant operating state having. This cam member forms part of the planetary gear train, which any one of the speed the member driven by the machine and any other element dependent on any other parameter the machine is influenced.

Weiterhin sieht die Ernndurig vor, das Ringrad des PJanetengetriebes mit der Reglerwelle zu verbinden, die durch eine von den drehzahlabhängigen Fliehgewichten betätigte Vorrichtung verdreht wird.Furthermore, the Ernndurig provides for the ring gear of the planetary gearbox to be connected to the governor shaft, which is rotated by a device operated by the speed-dependent flyweights.

Weitere Eigenschaften und Einzelheiten der Erfindurig ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den Zeichnungen. Es zeigtFurther properties and details of the invention emerge from the description of an exemplary embodiment and the drawings. It shows

Fig. 1 eine schem&tische Darstellung der Brennstoffdosiervörrichtun'g gemäß der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 eine !perspektivische Darstellung einer Einzel-Regelvorrichtung
für Verbrennungskraftmaschinen,
insbesondere Gasturbinen 1 shows a schematic illustration of the fuel metering device according to the present invention, FIG. 2 shows a perspective illustration of an individual control device
for internal combustion engines,
especially gas turbines

Patentiert für:Patented for:

lo Bendix Aviation Corporation,
New York, N.Y. (V.St.A.) lo Bendix Aviation Corporation,
New York, NY (V.St.A.)

Beaaisprudite Priorität:Beaaisprudite priority: V. St. v. Amerika vom 14. September 1956V. St. v. America September 14, 1956

John Fred Kinney,. South Bend, Ind. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden John Fred Kinney ,. South Bend, Ind. (V. St. A.),
has been named as the inventor

heit der in Fig. 1 dargestellten Brennstoffdosiervorrichtung, is the name of the fuel metering device shown in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Teilansicht des in Fig. 2 dargestellten Drehzahlreglers,Fig. 3 is a schematic partial view of the speed controller shown in Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des in Fig. 4 . gezeigten Dosierventils,FIG. 4 shows a schematic representation of the in FIG. 4. shown dosing valve,

Fig. S eine Kurvendarstellung, die die Betriebskennlinien der erfindungsgemäßen Brennstoffdosiervorrichtung erläutert,Fig. 5 is a graph showing the operating characteristics of the fuel metering device according to the invention explained

Fig. 6 eine abgewandelte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und6 shows a modified embodiment of the present invention and

Fig. 7 eine noch weiter abgewandelte Ausführüngsform der Erfindung.
Die Fig. 1 zeigt eine Gasturbine 10 mit - einem Kompressor 12, welcher über die Antriebswelle 14 mit der Turbine 16 verbunden ist. Mehrere Brennkammern 18 sind jeweils mit einer Brennstoffdüse 20 versehen. Die Düsen 20 sind über Einzelleitungen 22 mit dem gemeinsamen Brennstoffverteilerrohr 24 verbunden. Der Brennstoff wird dem Brennstoffverteilerrohr 24 über ejne Brennstoffleitung 26 aus der Brennstoffdosiervorrichtung 28 zugeführt.. Zwischen der Brennstoffzuführleitung 32 und der mit der Brenn-Stoffdosiervorrichtung 28 verbundenen Brennstoffzuführleitung ist eine Brennstoffpumpe 30 angeordnet. Für die Brennstoffdosiervorrichtung 28 ist in an sich bekannter Weise eine Nebenschlußleitüng 36 vorgesehen. Die Brennstoffdosiervorrichtung 28 spricht7 shows an even further modified embodiment of the invention.
1 shows a gas turbine 10 with a compressor 12 which is connected to the turbine 16 via the drive shaft 14 . Several combustion chambers 18 are each provided with a fuel nozzle 20 . The nozzles 20 are connected to the common fuel distributor pipe 24 via individual lines 22 . The fuel is supplied to the fuel distribution pipe 24 via ejne fuel line 26 from the fuel metering device 28 .. Between the fuel supply line 32 and connected to the combustion fuel supply Stoffdosiervorrichtung 28 is disposed a fuel pump 30th A shunt line 36 is provided for the fuel metering device 28 in a manner known per se. The fuel metering device 28 speaks

009 533/248009 533/248

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auf die Betriebsdrehzahl der Turbine 10 an, welche der Dosiervorrichtung 28 über eine Reglerwelle 38, Getriebeelemente 39 und 41 mit einer Welle 40 übertragen wird, die mit den umlaufenden Teilen der Gasturbine 10 verbunden ist. Falls erwünscht, kann ein auf Druck oder Temperatur ansprechendes Meßglied 42 vorgesehen werden, welches über einen Anschluß oder eine Leitung 44 mit der Hauptbrennstoffdosiervorrichtung 28 verbunden ist. Mit der Brennstoffdosiervorrichtung 28 ist ferner über ein Gestänge 48 ein manuell bedienbarer Steuerdrosselhebel 46 verbunden. on the operating speed of the turbine 10 , which is transmitted to the metering device 28 via a regulator shaft 38, gear elements 39 and 41 with a shaft 40 which is connected to the rotating parts of the gas turbine 10 . If desired, a pressure responsive or temperature measuring member may be provided 42, which is connected via a terminal or a line 44 with the Hauptbrennstoffdosiervorrichtung 28th A manually operated control throttle lever 46 is also connected to the fuel metering device 28 via a linkage 48.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist das Temperatur- oder Druckmeßglied 42 je nachdem, welche Temperatur oder welcher Druck für den Regelvorgang herangezogen werden soll, mit einem Reglerhebel 50 verbunden, um ein Drosselnockenstück 52 in axialer Richtung einzustellen. Mit dem letztgenannten Nockenstück 52 ist · ferner ein Kurbelarm 54 verbunden, welcher über ein Gestänge 48 mit dem ao manuell bedienbaren Drosselhebel 46 verbunden ist. Ein Nockenfühlhebel 56 ist so angeordnet, daß er die Lage eines frei laufenden Planetenrades 58, eines Planetengetriebes, welches aus einem äußeren Ringrad 60 und einem inneren Sonnenrad 62 besteht, einstellen kann. Das Sonnenrad 62 ist fest auf die Reglerwelle 64 aufgekeilt. Der Nockenfühlhebel 56 ist auf der Reglerwelle 64 frei drehbar gelagert. Ein auf die Turbinendrehzahl ansprechendes Meßglied 66 ist mit einer Zahnstange 68 verbunden, welche über ein Ritzel 70 die Reglerwelle 64 in Abhängigkeit von der Arbeitsdrehzahl der Gasturbine 10 der Fig. 1 verdrehen kann. Auf die Reglerwelle 64 ist ein Beschleunigernocken 69 aufgesetzt und so befestigt, daß diese zusammen mit der Reglerwelle 64 verdreht werden kann. Das äußere Ringrad 60 trägt auf seinem äußeren Umfang eine Mehrzahl von Nocken. Eine erste dieser Nockenflächen, die Beschleunigungsnockenfläche 72, wird mit dem Beschleunigernocken 69 zusammen verstellt, um die Brennstoffmenge zur Turbine während des Beschleunigungsbetriebes zu regeln, so daß die Gestalt des Beschleunigernockens 69 diese Brennstoffmenge bestimmt. Eine zweite Nockenfläche, die Beharrungsnockenfläche 74, sorgt für die Dosierung, der Brennstoffmenge zur Turbine während des Beharrungsbetriebes. 'Die Beharrungsnockenfläche weist eine Steigung auf, die'die Steilheit der Übergangsbetriebskennlinie zwischen¹ dem Beschleunigungsbetrieb und dem Verzögerungsbetrieb und dem Beharrungsbetriebszustand bestimmt. Eine dritte Nockenfläche, die sogenannte Verzögerungsnockenfläche 76, die eine minimale Brennstoffmenge sicherstellt, legt die Brennstoffzufuhr zur Turbine während des Verzögerungsbetriebes oder während des Betriebes bei minimalem . Brennstoffverbrauch fest. Ein Nockenfühlhebel 78 arbeitet über einen Zwischenhebel 80 mit einem Hilfsenergievorsteuer- oder Halbkugclventil 82 zusammen, um eine Betätigung des Brennstoffdosierventils 84 und damit die Brennstoffzufuhr zur Turbine sicherzustellen. Die Steigung der Nockenzwischenfläche 74 kann genauso wie* die Steigung der Beschleunigungsnockenfläche 72 und die der Verzögerungsnockenfläche 76 des Ringrades 60 zur Anpassung an verschiedene Turbinentypen.'oder zur Abwandlung der Betriebskennlinien irgendeiner bestimmten Turbine durch eine Translationsbewegung des Nockenfühlhebels 78 in axialer Richtung entlang dessen Führungswelle 86 mit Hilfe der einer Schraubenfeder 89 entgegenwirkenden Versteilschraube 87 eingestellt werden. In ähnlicher Weise kann für die 430 As FIG. 2 shows, the temperature or pressure measuring element 42 is connected to a control lever 50 , depending on which temperature or which pressure is to be used for the control process, in order to adjust a throttle cam piece 52 in the axial direction. A crank arm 54 is also connected to the last-mentioned cam piece 52 and is connected to the throttle lever 46, which can also be operated manually, via a linkage 48. A cam feeler lever 56 is arranged so that it can adjust the position of a free-running planetary gear 58, a planetary gear, which consists of an outer ring gear 60 and an inner sun gear 62 . The sun gear 62 is firmly keyed onto the governor shaft 64. The cam feeler lever 56 is freely rotatably supported on the governor shaft 64. Means responsive to the turbine speed measuring device 66 is connected to a rack 68, which can rotate via a pinion 70, the governor shaft 64 in dependence on the operating speed of the gas turbine 10 in FIG. 1. An accelerator cam 69 is placed on the governor shaft 64 and fastened in such a way that it can be rotated together with the governor shaft 64. The outer ring gear 60 carries a plurality of cams on its outer periphery. A first of these cam surfaces, the accelerator cam surface 72, is adjusted together with the accelerator cam 69 in order to regulate the amount of fuel to the turbine during the acceleration operation, so that the shape of the accelerator cam 69 determines this amount of fuel. A second cam surface, the steady-state cam surface 74, provides the metering of the amount of fuel to the turbine during steady-state operation. 'The steady cam surface comprises a slope determined die'die steepness of the transition between operating characteristic ¹ to the acceleration operation and the deceleration operation and the steady operation state. A third cam surface, called the retard cam surface 76, which ensures a minimum amount of fuel, sets the fuel supply to the turbine during retard operation or during operation at a minimum. Fixed fuel consumption. A cam sensing lever 78 cooperates via an intermediate lever 80 with an auxiliary energy pilot control or hemispherical valve 82 in order to ensure actuation of the fuel metering valve 84 and thus the fuel supply to the turbine. The slope of the cam interface 74 may be the same as * the slope of the acceleration cam surface 72 and the of the delay cam surface 76 of the ring wheel 60 to accommodate different Turbinentypen.'oder for modification of the operating characteristics of any particular turbine by a translational movement of the cam-sensing lever 78 in the axial direction along the guide shaft 86 with the aid of the adjusting screw 87 counteracting a helical spring 89 . Similarly, for the 430

Beschleunigung an der Beschleunigernocke 69 ein Grundwert dadurch festgelegt werden, daß man den Zwischenhebeieo mit Hilfe der Versteilschraube 91, welche der Feder 93 entgegenwirkt, in axialer Richtung entlang der tragenden Welle 86 verschiebt.Acceleration at the accelerator cam 69, a basic value can be set in that the intermediate lifting device is displaced in the axial direction along the supporting shaft 86 with the aid of the adjusting screw 91, which counteracts the spring 93.

Die Fig. 3 zeigt Einzelheiten des auf die Drehzahl ansprechenden Meßgliedes 66 der Fig. 2. Wie die Fig. 3 zeigt, arbeitet die Zahnstange 68 über ein Ritzel 70 mit der Reglerwelle 64 zusammen. Ein drehzahlabhängig verstellter Kolben 90 ist in einem Zylinder 92 geführt, welcher ein Strömungsmittel enthält, dessen Druck durch ein Halbkugel- oder Hilfsenergievorsteuerventil 94 in Abhängigkeit von der Stellung eines Hebels 96 eingestellt wird. Der Hebel 96, der bei 98 schwenkbar gelagert ist, wird seinerseits in Abhängigkeit vom Ausgang einer drehzahlabhängigen Fliehkraftanordnung IOQ od. dgl. verstellt, welche drehfest mit der Turbine 10 der Fig. 1 verbunden ist. Das Strömungsmittel wird über ein Hilfsenergiedruckreglervehtil 102 Vom Ausgang der Brennstoffpumpe 30, die der in Fig. 1 dargestellten Brennstoffpumpe identisch ist, abgegriffen. Die Arbeitsweise des Hilfsenergiedruckreglerventils 102 zur Einstellung eines Druckes P_r des Strömungsmittels in der Kammer 104 wird als allgemein bekannt vorausgesetzt. Die Leitung 106 fördert das Strömungsmittel über die Drosselöffnung 108 zum Zylinder 92, um den drehzahlabhängig verstellten Kolben 90 in Abhängigkeit von den Lageänderungen des Halbkugelventils und damit über den Hebel 96 und die Fliehkraftgewichte 100 als Funktion der Turbinendrehzahl lagemäßig einzustellen. FIG. 3 shows details of the measuring element 66 of FIG. 2, which is responsive to the rotational speed. As FIG. 3 shows, the rack 68 cooperates with the governor shaft 64 via a pinion 70 . A piston 90, which is adjusted as a function of the rotational speed, is guided in a cylinder 92 which contains a fluid, the pressure of which is set by a hemispherical or auxiliary energy pilot valve 94 as a function of the position of a lever 96 . The lever 96, which is pivotably mounted at 98 , is in turn adjusted as a function of the output of a speed-dependent centrifugal force arrangement IOQ or the like, which is connected to the turbine 10 of FIG. 1 in a rotationally fixed manner. The fluid is tapped via an auxiliary energy pressure regulator valve 102 from the output of the fuel pump 30, which is identical to the fuel pump shown in FIG. 1. The operation of the auxiliary energy pressure regulator valve 102 for setting a pressure P _{r of} the fluid in the chamber 104 is assumed to be generally known. The line 106 conveys the fluid via the throttle opening 108 to the cylinder 92 in order to adjust the position of the piston 90 , which is adjusted as a function of the changes in position of the hemispherical valve and thus via the lever 96 and the centrifugal weights 100 as a function of the turbine speed.

Die Fig. 4 zeigt im einzelnen das in der Fig. 2 dargestellte Dosierventil 84. Der Zwischenhebel 80 sorgt für eine Verstellung des Hilfsenergievorsteuer- oder Halbkugelventils 82 gemäß den Offenbarungen der Fig. 2. Das Hilfskrafthalbkugelventil 82 stellt den Strömungsmitteldruck innerhalb der Strömungsmittelkammer 110 und damit die Lage des Dosierventilkörpers 112 gegenüber der umgebenden Ventilhülse 114 entgegen der Druckkraft der Feder 115 ein. Der unter Pumpenauslaßdruck P_x stehende Brennstoff wird von der Brennstoffpumpe 30 über die Leitung 34 und über die Steueröffnungen zwischen dem Ventilkörper 112 und der Ventilhülse 114 zugeführt, um das Dosierventil über die Leitung 26 zu verlassen, von wo aus das Brennstoffverteilerrohr 24 und die in Fig. 1 dargestellten Brennstoffdüsen versorgt werden. Das unter dem Druck P_r stehende Hilfsenergieströmungsmittel wird von der in Verbindung mit Fig. 3 beschriebenen Leitung 106 abgezweigt und über den Leitungsabzweig 116 und die Drosselöffnung 118 in die Strömungsmittelkammer 110 eingespeist, so daß die von dem Zwischenhebel 80 und der mit dem Zwischenhebel 80 verbundenen manuell einstellbaren Stellschraube 120 festgelegte Lage des Halbkugelventilkörpers 82 den Strömungsmitteldruck in der Strömungsmittelkammer 110 urid damit auch die axiale Lage des Dosierventilkörpers 112 bestimmt, wodurch dann letztlich die Brennstoffmenge zur Leitung 26 und zur Gasturbine 10 festgelegt wird. Die durch Verdrehen bestimmbare Lage des Dosierventilkörpers 112 kann als Funktion des Kompressorauslaßdruckes oder einer sonstigen geeigneten Turbinenbetriebsgröße über die Zahnstange 111, das Ritzel 113 und die Ventilverstellvorrichtung 117 verstellt werden, wenn dies erwünscht ist.Fig. 4 shows in detail the metering valve 84 shown in FIG. 2, the intermediate lever 80 provides for an adjustment of the Hilfsenergievorsteuer- or half ball valve 82 according to the disclosures of Fig. 2. The auxiliary power half ball valve 82 adjusts the fluid pressure within the fluid chamber 110 and hence the position of the metering valve body 112 relative to the surrounding valve sleeve 114 against the compressive force of the spring 115 . The fuel under pump outlet pressure P _x is supplied from the fuel pump 30 via the line 34 and via the control openings between the valve body 112 and the valve sleeve 114 in order to leave the metering valve via the line 26 , from where the fuel distribution pipe 24 and the fuel distributor pipe 24 shown in FIG 1 are supplied with fuel nozzles. The _r under the pressure P stationary auxiliary power fluid is diverted from that described in connection with FIG. 3 line 106 and fed through the line branch 116 and the orifice 118 in the fluid chamber 110, so that the and the associated of the intermediate lever 80 with the intermediate lever 80 Manually adjustable adjusting screw 120, the position of the hemispherical valve body 82 determined the fluid pressure in the fluid chamber 110 and thus also the axial position of the metering valve body 112 , which then ultimately determines the amount of fuel to the line 26 and to the gas turbine 10 . The position of the metering valve body 112, which can be determined by rotation, can be adjusted as a function of the compressor outlet pressure or some other suitable turbine operating variable via the rack 111, the pinion 113 and the valve adjusting device 117 , if this is desired.

Die Fig. 5 zeigt eine Kurvendarstellung, in der der Brennstofffluß zur Turbine (Ordinate) als Funktion der Turbinendrehzahl (Abszisse) aufgetragen ist. Die5 shows a graph in which the fuel flow to the turbine (ordinate) as a function the turbine speed (abscissa) is plotted. the

oberste Kurve 124 gibt die Brennstoffmenge beim Beschleunigungsbetrieb der Turbine wieder. Die mittlere Kurve 126 entspricht dem Beharrungsbetrieb der Turbine, und die untere Kurve 128 gibt den Verzögerungsbetrieb an. Der erfindungsgemäße Turbinenregler sorgt durch Einwirkung der Beschleunigungsnockenfläche 72 des äußeren Ringrades 60 auf den Nockenfühler 78 und den Zwischenhebel 80 im Zusammenwirken mit dem Beschleunigernocken 69 für eine Einstellung der Brennstoffmenge zur Maschine in Abhängigkeit von der Turbinendrehzahl, wie es die Beschleunigungskurve 124 zeigt. Hierbei bewirkt die Beschleunigungsnockenfläche 72, daß der Nockenfühlerhebel 81 des Zwischenhebels 80 während des Beschleunigungsvorganges der Turbine 10 auf den Beschleunigungsbrennstoffreglernocken 69 zur Anlage kommt. Die dem Bcharrungszustand entsprechende Nockenfläche 74 des äußeren Ringrades 60 leistet die Reglerarbeit zwischen der Beschleunigungskurve 124 und der Verzögerungskurve 128 gemäß der Beharrungskurve 126. Hierbei bestimmt die Gestalt der Nockenfläche 74 die Steigung der Übergangskurven zwischen den Reglerkurven 124 und 128 der Fig. 5. Diese Steigung kann im wesentlichen verändert werden zwischen einem Zustand bei konstanter Drehzahl, bei dem die Reglerübergangskurve im wesentlichen vertikal verläuft gemäß der Linie A-C, und einer geringeren Neigung, wie sie durch die Linie D-E angegeben ist. Wenn eine solche Änderung erwünscht ist, kann man das Ringrad 60 des Getriebes mit Hilfe der Stellschraube.61 der Fig. 2 oder den Nockenfühlhebel 78 entlang der tragenden Welle 86 mit Hilfe der Verstellmutter 87 in axialer Richtung versetzen. Die Nockenfläche 76 des Ringrades 60 sorgt dafür, daß der Turbine 10 in Ubereinstimmung mit der Verzögerungskurve 128 eine minimale Brennstoffmenge zugeführt wird.The uppermost curve 124 shows the amount of fuel when the turbine is accelerating. The middle curve 126 corresponds to the steady-state operation of the turbine, and the lower curve 128 indicates the deceleration operation. The turbine controller according to the invention provides, through the action of the acceleration cam surface 72 of the outer ring gear 60 on the cam sensor 78 and the intermediate lever 80 in cooperation with the accelerator cam 69, for an adjustment of the amount of fuel to the engine as a function of the turbine speed, as shown by the acceleration curve 124 . Here, the acceleration cam surface 72 causes the cam sensor lever 81 of the intermediate lever 80 to come to rest on the acceleration fuel control cam 69 during the acceleration process of the turbine 10 . The cam surface 74 of the outer ring gear 60 , which corresponds to the inertia state, performs the controller work between the acceleration curve 124 and the deceleration curve 128 according to the steady-state curve 126. Here, the shape of the cam surface 74 determines the gradient of the transition curves between the controller curves 124 and 128 of FIG can essentially be changed between a condition at constant speed, in which the governor transition curve is essentially vertical according to the line AC, and a smaller inclination, as indicated by the line DE. If such a change is desired, the ring gear 60 of the gearbox can be adjusted with the aid of the adjusting screw. 61 of FIG. 2 or offset the cam feeler lever 78 along the supporting shaft 86 with the aid of the adjusting nut 87 in the axial direction. The cam surface 76 of the ring gear 60 ensures that the turbine 10 is supplied with a minimum amount of fuel in accordance with the deceleration curve 128.

Die Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform des äußeren Ringrades 60 der Fig. 2. Die Abwandlung besteht darin, daß an einer Kante oder Seite des Ringrades 60 eine Nockenfläche 130 vorgesehen ist, die die axiale Abmessung des Ringrades verändert, um eine axiale Translationsbewegung des Ringrades 60 als Funktion der manuellen Drosselbewegung und der Temperatur- oder Druckvoreinstellung vorzunehmen, wie sie zuvor durch den Drosselhebel und den Grundwerteinstellnocken 52 berücksichtigt wurden. Bei der in Fig. 6 dargestellten Anordnung ist die Nockenvorrichtung 52 nicht vorgesehen, und es ist der manuell bedienbare Drosselhebel, wie dargestellt, unmittelbar mit dem Nockenfühlhebel 56 verbunden, welcher einen Arm 132 aufweist, der mit der Nockenfläche 130 zusammenarbeitet, um das Ringrad 60 entlang der tragenden Reglerwelle 64 in axialer Richtung zu verschieben.Fig. 6 shows a sectional view of a modified embodiment of the outer ring gear 60 of FIG. 2. The modification consists in that a cam surface is at an edge or side of the ring gear 60 is provided 130, which changes the axial dimension of the ring gear, axial to a To make translational movement of the ring wheel 60 as a function of the manual throttle movement and the temperature or pressure presetting, as previously taken into account by the throttle lever and the basic value setting cam 52. In the arrangement shown in FIG. 6, the cam device 52 is not provided, and the manually operated throttle lever is directly connected to the cam feeler lever 56 , as shown, which has an arm 132 which cooperates with the cam surface 130 around the ring gear 60 to move along the supporting regulator shaft 64 in the axial direction.

Hierbei hat entsprechend den Kurven der Fig. 5 die Leerlaufübergangskurve F-G normalerweise angenähert dieselbe Steigung wie die Übergangskurve D-E, doch kann es erwünscht sein, die Leerlaufübergangskurve F-G durch eine entsprechende Gestaltgebung einer der Seiten- oder Stirnflächen des Planetengetrieber ingrades 60 steiler zu gestalten; wie es die Fig. 6 zeigt. Auf diese Weise läßt sich eine Leerlaufüb.ergangskurve erzielen, wie sie in der Fig. 5 durch die Linie G-H angegeben ist.In this case, accordingly has the curves of Figure 5 60 to make the idle transition curve FG normally approximately the same pitch as the transition curve DE, but it may be desirable to idle transition curve FG by a corresponding Gestaltgebung one of the side or end surfaces of the planetary gear Trieber ingrades steeper. as FIG. 6 shows. In this way, an idle transition curve can be achieved, as indicated in FIG. 5 by the line GH.

In der Fig. 7 sind einige der möglichen Wege dargestellt, in der die verschiedenen Temperatur- und Druckgrundwerte bei dem erfindungsgemäßen Regler eingestellt werden können. Das Meßglied 134 kann7 shows some of the possible ways in which the various basic temperature and pressure values can be set in the controller according to the invention. The measuring element 134 can

verwendet werden, um einen Temperatur- und/oder Druckgründwert einzuspeisen, wobei dann die tragende Welle 64 so verschoben wird, daß sowohl tür die Nocken des Ringrades 60 als auch für den Beschleunigungsnocken 69 eine Voreinstellung erfolgt. Die Temperatur- und/oder Druckvoreinstellung kann auch am Nockenfühlerhebel 78 mit Hilfe des Meßgliedes 136 vorgenommen werden. Ferner kann die Temperatur- und/oder Druckvoreinstellung am Nockenfühlerhebel 80 mit Hilfe des Meßgliedes 138 erfolgen. Beim erfindungsgemäßen Regler läßt sich eine beachtliche Anzahl von Grundwert-Voreinstellvorrichtungen vorsehen, indem man einzelne der dargestellten Meßglieder 134, 136 und 138 vorsieht oder einzelne von ihnen fortläßt.can be used to feed in a temperature and / or pressure base value, the supporting shaft 64 then being displaced so that both the cams of the ring wheel 60 and the acceleration cam 69 are preset. The temperature and / or pressure presetting can also be carried out on the cam sensor lever 78 with the aid of the measuring element 136 . Furthermore, the temperature and / or pressure can be preset on the cam sensor lever 80 with the aid of the measuring element 138 . In the controller according to the invention, a considerable number of basic value presetting devices can be provided by providing individual measuring elements 134, 136 and 138 shown or by omitting some of them.

Wenn beispielsweise eine Tempcraturgrundeinstel-Iung mit Hilfe des Meßgliedes 134 für die Nocken des Ringrades 60 und den Beschleunigungsnocken 69 vorgenommen wird, kann eine Druckvoreinstellung als Sekundäreinstellung vorgenommen werden mit Hilfe des Meßgliedes 136 und/oder Meßglied 138, die dann auf beide oder jeweils einen der Nockenfühlhebel 78 und 80 einwirken, wie es im Einzelfall erwünscht ist.If, for example, a Tempcraturgrundeinstel-Iung with the help of the measuring member 134 for the cams of the ring wheel 60 and the acceleration cam 69 is made, a pressure pre-setting can be made as a secondary setting with the help of the measuring member 136 and / or measuring member 138, which then apply to both or one of the Cam feeler levers 78 and 80 act as desired in the individual case.

Der erfindungsgemäße Regler dosiert die Brennstoffmenge zur Turbine- sowohl für die Beschleunigung, für den Beharrungszustand als auch für den Verzögerungsbetrieb mit einer einzigen hilfsenergiebetriebenen, von der Drehzahlmessung abhängigen Stellvorrichtung 66. Die Vorrichtung 66 spricht auf die Betriebsdrehzahl der Turbine 10 an und verdreht über die Zahnstange 68 und das Ritzel 70 die Reglerwelle 64 als Funktion der Turbinendrehzahl. Die Drehbewegung der Reglerwelle 64 wird über das Sonnenrad 62 dazu herangezogen, über das leer laufende Planetenrad 58 das äußere Ringrad 60 als Funktion der Turbinendrehzahl zu verdrehen. Es versteht sich, daß das äußere Ringrad 60, welches die Nockenflächen für den Ubergangsbetrieb aufweist, drehbar auf der Reglerwelle 64 gelagert ist und sich in einem geeigneten Lager 65 relativ zur Reglerwellc verdrehen kann. Das leer laufende Planetenrad 58 ist am Nockenfühlerhebel 56 befestigt und wird einerseits durch diesen über das Drosselnockenstück 52 als Funktion der gewählten Einstellung des Drosselhebels' 46 verstellt und andererseits auch als Funktion einer zuvor ausgewählten Turbinentemperatur, beispielsweise der Einlaßtemperatur der Turbine, oder eines zuvor ausgewählten Turbinendruckes, beispielsweise dem Einlaßdruck der Turbine, wie es für den speziellen Regelvorgang erwünscht, ist. Es kann aber auch der Kompressorauslaßdruck, die Kompressorauslaßtemperatur oder irgendein Zwischendruck oder irgendeine Zwischentemperatur herangezogen werden, welche das Meßglied 42 der Fig. 1 erfaßt. Der Ausgang des Temperatur- oder Druckmeßgliedes 42 wird über den Hebel 50 dazu herangezogen, das Drosselnockenstück 52 in axialer Richtung einzustellen.The regulator of the invention meters the amount of fuel for the turbine-both for acceleration, for the steady state as well as for the delay operation with a single auxiliary power-operated, dependent on the speed measurement adjusting device 66. The device 66 responds to the operating speed of the turbine 10 and rotated via the rack 68 and the pinion 70 the governor shaft 64 as a function of the turbine speed. The rotational movement of the regulator shaft 64 is used via the sun gear 62 to rotate the outer ring gear 60 via the idling planet gear 58 as a function of the turbine speed. It goes without saying that the outer ring gear 60, which has the cam surfaces for the transition mode, is rotatably mounted on the governor shaft 64 and can rotate in a suitable bearing 65 relative to the governor shaft. The idling planet gear 58 is attached to the cam sensor lever 56 and is adjusted by this on the one hand via the throttle cam piece 52 as a function of the selected setting of the throttle lever 46 and on the other hand as a function of a previously selected turbine temperature, for example the inlet temperature of the turbine, or a previously selected turbine pressure , for example the inlet pressure of the turbine as desired for the particular control process. However, it is also possible to use the compressor outlet pressure, the compressor outlet temperature or any intermediate pressure or any intermediate temperature which the measuring element 42 of FIG. 1 detects. The output of the temperature or pressure measuring element 42 is used via the lever 50 to adjust the throttle cam piece 52 in the axial direction.

Wenn es erwünscht ist, kann die Getriebeanordnung mit den Zahnrädern 58, 60 und 62 unter Federvorspannung verzahnt sein, um einen toten Gang auszuschalten und eine Berührung zwischen dem Nockenfühlerhebel 56 und dem Nockenstück 52 sicherzustellen.^-Die Federvorspannung kann beispielsweise in das System eingebracht werden, indem man eine Torsionsfeder 63 zwischen der Reglerwelle 64 und dem Nockenfühlerhebel 56 vorsieht. Es versteht sich, daß die Druck- oder Temperaturgrundwerteinstellung des Reglers durch eine axiale Translation des Drosselnockenstückes 52 erfolgt, während die Einstellung durch den manuell bedienbaren Drosselhebel 46 If desired, the gear assembly may be spring-loaded with gears 58, 60 and 62 to remove a dead gear and ensure contact between the cam follower arm 56 and the cam piece 52 . ^- The spring bias can be, for example, introduced into the system by providing a torsion spring 63 between the knob shaft 64 and the cam follower lever 56th It goes without saying that the pressure or temperature basic value setting of the controller is effected by an axial translation of the throttle cam piece 52 , while the setting is made by the manually operated throttle lever 46

Claims

it is made possible by the fact that the throttle cam piece 52 is provided with corresponding contours in the radial direction. The setting of the inclination of the controller transition curves according to FIG. H. the adjustment of the slope of the line D-E opposite! of the line A-C, can be effected by an axial translation of the ring gear 60 provided with the cams for the transition mode relative to the regulator shaft 64 by means of the adjusting screw 61. If an adjustment of the slope of the controller curves is considered unnecessary, the slope adjustment can also be carried out by applying the contours directly to the axial dimensions of the ring wheel 60 responsible for the transition operation, as FIG. 6 shows. In this latter case, the throttle lever 46 to be operated by the pilot can be coupled directly to the cam sensor 56 so that no cam piece 52 acted upon by the throttle and basic value setting is required. ao With regard to the angular adjustment range of the throttle lever 26 to be operated by the pilot and the adjustment and rotation possibilities of the regulator shaft 64, corresponding transmission ratios must be selected in the transmission. A significantly larger range of gear ratios can be used if a stepped spur gear is used for the idle planet gear 58 instead of a simple spur gear. An advantage of the present controller arrangement is that the entire system is only slightly loaded, since the only load is formed by the torsion spring 63 stretched between the controller shaft 64 and the cam sensor lever 56, the loading spring 83, with which the cam sensor lever 78 and the intermediate lever 80 in contact with the cam surfaces of the ring gear 60 and the acceleration cam 69 are kept in contact and the hydraulic imbalance on the hemispherical valve 82 with which the metering valve 84 is controlled. It is also understood that the adjusting devices 87 and 91 screwed onto the shaft 86 are to be considered as examples and that additional turbine control cams can be introduced by letting the nuts 87 and 91 move by suitable adjusting devices that take into account the corresponding controlled variables, if this is desired is. While the invention has been described in detail, it is to be understood that the present disclosure is to be regarded as exemplary only and that numerous changes in the details of construction and in the combination and arrangement of parts can be made without departing from the scope and spirit of FIG to leave the present invention.

1. Control device for internal combustion engines, especially for gas turbines, which have a control valve in the fuel supply line as well as devices that respond to various disturbance, management and control variables for adjusting the control valve, and a planetary gear to form a resulting actuating force for the control valve from the. has different sizes, characterized in that one wheel of the planetary gear acts as a control cam (60). is formed and has a plurality of control surfaces (72, 74, 76) on which a lever linkage (78, 80) rests, which adjusts the control valve (84).

2. Control device according to claim 1, characterized in that a wheel (62) of the planetary gear is connected to the governor shaft (64) which is rotated by a device (66) actuated by the speed-dependent flyweights (100).

3. Control device according to claim 1, characterized in that a wheel (58) of the planetary gear can be pivoted by means of a hand lever (46).

4. Control device according to claim 3, characterized in that the manually pivotable wheel (58) of the planetary gear can be pivoted by means of a pressure or temperature measuring device (42) .

5. Control device according to claim 2 to 4, characterized by a manually (46) and from the pressure or temperature measuring device axially and tangentially adjustable cam (52) for pivoting the wheel (58) of the planetary gear.

6. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the wheel (60) of the planetary gear, designed as a control cam, is adjustable in the axial direction on its shaft (64) by means of an adjusting device (61).

7. Control device according to claim 1, characterized in that the ends of the levers (78, 80) of the lever linkage resting on the cams (60, 69) are adjustable axially to the control cam (60) by means of the pressure or temperature measuring devices (136, 138) .

Considered publications:
Swiss Patent No. 268 941;
British Patent Nos. 741 352, 609 682.

1 sheet of drawings

β SOS 707/91 12.59 (009 553/248 6.60)β SOS 707/91 12.59 (009 553/248 6.60)