DE2246810A1

DE2246810A1 - Einrichtung zum nachtraeglichen anpressen der dichtflaechen bei nicht mehr demontierbaren gehaeusen von maschinen, geraeten, apparaten o.dgl., insbesondere der dichtflaechen bei brennkammerkoepfen von fluessigkeitsraketentriebwerken

Info

Publication number: DE2246810A1
Application number: DE19722246810
Authority: DE
Inventors: Helmut Fraenkle; Fritz Schmalzriedt
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1972-09-23
Filing date: 1972-09-23
Publication date: 1974-03-28
Also published as: GB1438350A; FR2211095A5; US3851468A; DE2246810C2

Description

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn,11.September 1972

Gesellschaft reit BS63 Hn/er

beschränkter Haftung .7452

München 22A681Q

Einrichtung zum nachträglichen Anpressen der "Dichtflächen bei nicht mehr demontierbaren Gehäusen von Maschinen, Geräten, Apparaten o. dgl., insbesondere der Dichtflächen bei Brennkammerköpfen von Flüssigkeitsraketentriebwerken

Aus besonderen Gründen sind zuweilen Gehäuse von Maschinen, Geräten und Apparaten so konstruiert, daß sie nach dem Zusammenbau nicht mehr demontierbar sind. Dies trifft zu, wenn die einzelnen Bauteile des Gehäuses bei der Montage miteinander verschweißt'werden, wie dies z. B. bei extrem kleinen Flüssigkeitsraketentriebwerken der Fall seia kann. Hierbei stellt sich unter anderem die Forderung, die Gesamtkonstruktion des Bren-nkammerkopfes so zu gestalten,

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daß von Ringflächen gebildete Abdichtungen, welche die radial Süßeren Zulaufringkanäle für die beiden Treibstoffkomponenten gegen die radial innen gelegenen Drallräume abgrenzen, auch nach dem Zusammenschweißen der einzelnen Bauteile des Brennkammerkopfes und dieses mit der eigentlichen Brennkammer noch absolut funktionssicher sind. Da bei extrem kleinen Triebwerken die durchzusetzenden Treibstoffmengen äußerst klein sind, ist es aus Gründen der Erzeugung einer ausreichenden Rotationsenergie in der Dralldüse oder in der Brennkammer erforderlich, daß die gesamten Treibstoffmengen durch die in den Dichtflächen verlaufenden tangentialen Drallbohrungen in die Drallräume gelangen. Trotz äußerster Präzision bei der Fertigung und beim Zusammenbau kann es vorkommen, daß die in Rede stehenden Ringflächendichtungen nach dem Zusammenschweißen des Gehäuses durch Verziehen desselben undicht sind,, was erst nach dem Zusammenbau des Gehäuses durch eine nachträgliche Druckprüfung anhand eines auftretenden Druckabfalles festgestellt werden kann. Liegen aber diese Dichtflächen nicht absolut druckdicht aufeinander, so tritt ein Teil der Treibstoffe in unerwünschter Weise vom äußeren Zulaufringkanal über die Dichtfläche im wesentlichen in radialer Richtung in den Drallraum mit großen Energieverlusten ohne Drall über. Diese Leckmengen fallen mengen- und energiemäßig für die erforderliche Orallerzeugung aus, so daß die noch durch die tangentialen Bohrungen in die Drallkammer einströmenden Restmengen an Treibstoff nicht mehr ausreichend sind, die erforderliche Zerstäubung bzw. den gewünschten Brennprozeß in der Brennkammer zu erzeugen. Da ein Dichtungsschaden, wie bereits gesagt, erst nach dem Zusammenschweißen des Gehäuses feststellbar ist, ist er nicht mehr reparabel, so daß die gesamte Brennkammer als Ausschuß angesehen werden muß.

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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, die nach dem Zusammenbau der Brennkammer bzw. des Brennkammerkopfes ein Aufeinanderpressen der Dichtflächen ermöglicht·

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der Träger einer oder mehrerer Dichtflächen, die mit benachbarten Dichtflächen Abdichtungen bilden, als Dehnzone bzw. Dehnkragen ausgeführt ist und die Dichtflächen von außen her durch ein Druckglied über eine den Druckraum nach außen abschließende elastische Trennwand nachträglich gegeneinander anpreßbar sind.

In Ausgestaltung der Erfindung ist im Brennkammerkopf eine druckdicht eingesetzte, insbesondere eingeschweißte Büchse mit einer als elastische Trennwand wirksamen Membrane vorgesehen, wobei die Büchse zur Führung, beispielsweise zum Einschrauben, des Druckgliedes dient, ferner ist ein vom letzteren über die Membrane verstellbares Druckstück angeordnet, das auf seiner der Membrane abgewandten Seite eine der vorhandenen ringförmigen. Dichtflächen aufweist, außerdem ist eine mit dem Brennkatnmerkopf über den als Behxskragen ausgebildeten Träger verbundene Dralldüse mit zwei beidseitig angeordneten Dichtflächen eingebaut, wovon die eine nach außen zeigende Dichtfläche mit der Dichtfläche des Druckstückes und die andere nach innen zeigende Dichtfläche mit einer dem Brennkammerkopf unmittelbar oder mittelbar zugeordneten Dichtfläche jeweils eine Abdichtung bildet.

Ausgestaltend hierzu ist im Brennkammerkopf eine als Widerlager dienende Brennkammerstirnwand eingesetzt, an der die mit der nach innen zeigenden Dichtfläche der Dralldüse zusammenwirkende Dichtfläche vorgesehen ist.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Dehnkragen des Trägers der Dichtflächen durch am Träger vorgesehene Ringnuten gebildet, die zur Mitgestaltung von Ringkanälen für die Zufuhr von flüssigen oder gasförmigen Betriebsmitteln bzw. Treibstoffkomponenten zur Dralldüse bzw· Brennkammer dienen·

Durch die Erfindung ist es möglich, nach der Fertigmontage des Maschinengehäuses bzw. der Brennkammer die durch Montagevorgänge, insbesondere durch Schweißen infolge Verziehens des Gehäuses leck gewordenen ringförmigen Dichtflächen auf einfache V/eise von außen her zusammenzupres-' sen, so daß deren Dichtigkeit nachträglich wieder hergestellt werden kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den vorderen Teil einer Raketenbrennkamrner mit Brennkammerkopf und die

Fig. 2 und 3 Schnitte H-II und IH-III gemäß Fig. 1.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der Brennkammerkopf 1 eines Raketentriebwerks mit der Brennkammer 2 durch eine Schweißnaht a, insbesondere erzeugt durch Elektronenstrahlschweissen, unlösbar verbunden. Einstückig rait dem Brennkammerkopf 1 ist eine Dralldüse 3 für eine Treibstoffkomponente, z.B. Brennstoff, vorgesehen. Die Verbindung zwischen dieser Dralldüse 3 und dem eigentlichen Brennkammerkopf 1, d.h. der Träger 4 der Dralldüse 3 ist als Dehnzone bzw. Dehnkragen ausgebildet und dient zur beidseitigen Anordnung von ringförmigen Dichtflächen, einer nach außen zeigenden

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Dichtfläche 5 und einer nach innen (zur Brennkammer hin) zeigenden Dichtfläche 6. Im Brennkammerkopf 1 ist in einer abgestuften Ausnehmung ein Druckstück 7 axial verschiebbar eingesetzt, das einen nach innen zeigenden Ringbund 8 mit einer Dichtfläche 9 aufweist, die zusammen mit der Dichtfläche 5 eineiAbdichtung bildet, und zwar zwischen dem Drallraum IO der Dralldüse 3 und einem Ringkanal 11 für die Zufuhr einer Treibstoffkomponente, ζ·Β, Brennstoff. Dieser läuft, wie insbesondere die Fig* 2 zeigt, über im Querschnitt dreieckförmige, im Ringbund 8 eingearbeitete'Tangentialschlitze 12 dem Drallraum 10 zu, wobei sich hier eine Rotationsströmung zum Zwecke der Zerstäubung des Brennstoffes an der Mündung der Düse 3 ausbildet·

Die Gestaltung des Trägers 4 für die Dralldüse 3 als Dehnkragen erfolgt durch beidseitig am Träger 4 vorgesehene Ringnuten 13 und 14. Dabei begrenzt die Ringnut 13 teilweise den Ringkanal 11, zu dem ein Zufuhrkanal 15 verläuft, während die Ringnut 14 einen weiteren Ringkanal 16 teilweise begrenzt, der von einem Zufuhrkanal 17 mit einer zweiten Treibstoffkomponente, z*B_o einem mit dew Brennstoff hypergol reagierenden Sauerstofftrager, versorgt wird. Der Ringkanal 16 wird andererseits begrenzt durch eine Nut 18, die in der "vorderen Brennkammerstirnwand 19. vorgesehen ist. Radial innerhalb des Rliiglcsnaies 16 befindet sich an der Brennkammerstirnwand 19 eia Ringbund 2O₅ dessen nach außen zeigende Stirnfläche eine Dichtfläche 21 bildet und in dem, wie insbesondere die Pig· 3 zeigt, dreieckförmige Tangentialschlitze 22 verlaufen» Diese münden in einen um die Düse 3 liegenden Drallraum 23·

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In der abgestuften Bohrung des Brennkammerkopfes 1 Ist durch eine Schweißnaht b ferner eine Büchse 24 befestigt, in die ein Gewindebolzen als Druckglied 25 eingeschraubt ist. Das innere Ende der Büchse 24 bzw· deren Boden ist als elastische Trennwand bzw. Membrane (24a) ausgebildet.

Sollte nach dem Zusammenbau des Brennkammerkopfes 1 bzw. der Gesamtbrennkammer die von den ringförmigen Dichtflächen 5 und 9 sowie 6 und 21 gebildeten Abdichtungen nicht funktionieren, d. h. nicht absolut druckdicht sein, so wird das Druckglied 24 entsprechend angezogen, das über die Membrane 24a auf das Druckstück 7 drückt, wodurch die vorgenannten Dichtflächen aufgrund des In geringen Grenzen nachgiebig ausgebildeten Dichtungsträgers dichtend aufeinander gepreßt werden.

Patentansprüche:

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Claims

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn,11.September 1972 Gesellschaft mit . BS63 Hn/er

beschränkter Haftung 7452

München

Patentansprüche

l./Einrichtung zum nachträglichen Anpressen der Dichtflächen bei nicht mehr demontierbaren Gehäusen von Maschinen, Geräten, Apparaten o. dgl., insbesondere der Dichtflächen bei Brennkamrnerköpfen von Flüssigkeitsraketentriebwerken, dadurch gekennzeichnet , daß der Träger (4) einer oder mehrerer Dichtflächen (5 und 6), die mit benachbarten Dichtflächen (9 und 21) Abdichtungen bilden, als Dehnzone bzw,, Dehnkragen ausgeführt ist und die Dichtflächen (5 und 9 sowie 6 und 21) von außen her durch ein Druckglied (25) über eine d-iii Druckraum nach außen abschließende elastische Trennwand (24a) nachträglich gegeneinander anpreßbar sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im Brennkammerkopf (1) druckdicht eingesetzte, insbesondere eingeschweißte Büchse (24) mit einer als elastische Trennwand wirksamen Membrane (24a), wobei die Büchse (24) sur Führung_s beispielsweise zum Einschrauben₉ des Druckgliedes (25) dient, ferner durch ein vom letzteren über cT*» Membrane (24a) verstellbares Druckstück (7), das auf seiner der Membrane (24a) abgewandten Seite eine (9) der vorhandenen ringförmigen Dichtflächen

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aufweist, durch eine mit dem Brennkammerkopf (1) über den als Dehnkragen ausgebildeten Träger (4) verbundene Dralldüse (3) mit zwei beidseitig angeordneten Dichtflächen (5 und 6), wovon die eine nach außen zeigende Dichtfläche (5) mit der Dichtfläche (9) des Druckstückes (7) und die andere nach innen zeigende Dichtfläche (6) mit einer dem Brennkammerkopf (1) unmittelbar oder mittelbar zugeordneten Dichtfläche (21) jeweils eine Abdichtung bildet.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Brennkamrnerkopf (1) eine als Widerlager dienende Brennkammerstirnwand (19) eingesetzt ist, an der die mit der nach innen zeigenden Dichtfläche (6) der Dralldüse (3) zusammenwirkende Dichtfläche (21) vorgesehen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Dehnkragen des Trägers (4) der Dichtflächen (5 und 6) durch am Träger (4) vorgesehene Ringnuten gebildet wird, die zur Mitgestaltung von Ringkanälen (11 und 16) für die Zufuhr von flüssigen ocJör gcjt>rüjuuxyt;ii Betriebsmitteln bzw. Treibstoffkomponenten zur Dralldüse (3) bzw. Brennkammer (2) dienen.

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