DE1500954B2 - Waermeschutzvorrichtung - Google Patents
WaermeschutzvorrichtungInfo
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- DE1500954B2 DE1500954B2 DE1966S0105799 DES0105799A DE1500954B2 DE 1500954 B2 DE1500954 B2 DE 1500954B2 DE 1966S0105799 DE1966S0105799 DE 1966S0105799 DE S0105799 A DES0105799 A DE S0105799A DE 1500954 B2 DE1500954 B2 DE 1500954B2
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- B64C1/38—Constructions adapted to reduce effects of aerodynamic or other external heating
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmeschutzvorrichtung zum Schützen eines Bauteiles gegenüber einer
Wärmequelle, mit einem Schutzteil, der z./ischen der Wärmequelle und dem zu schützenden Bauteil angeordnet
ist, und mit Abstandselementen, die zwischen dem Schutzteil und dem zu schützenden Bauteil angeordnet
sind, wobei die Abstandselemente aus einem Metallgitter mit nach Art von Kette und Schuß eines Gewebes
gekreuzten Fäden gebildet sind.
Es sind verschiedene Schutzvorrichtungen für der Wärme ausgesetzte Bauteile, insbesondere für die
Triebwerke von Luftfahrzeugen, vorgesehen worden. Die bisher verwendeten Schutzvorrichtungen sind
entweder massive Platten aus hitzebeständigen Materialien, wie Graphit, oder belüftete oder durchbrochene,
beispielsweise wabenförmige Gebilde.
Diese verschiedenen Schutzvorrichtungen eignen sich schlecht für Bauteile, die eventuellen Verformungen
unterworfen sind, insbesondere in dem Fall von Ausdehnungen, die sich aus Wärmebeanspruchungen
ergeben. Tatsächlich ist der Fluß der von dem Bauteil und der Schutzvorrichtung aufgenommenen Wärme
offensichtlich im Fall der massiven oder durchbrochenen Materialien nicht der gleiche. Das zusammengesetzte
Material, das als Wabenmaterial bezeichnet wird, ermöglicht zwar eine ausreichende Massenverteilung,
um gute Isolierungseigenschaften zu gewährleisten, jedoch sind die äußeren Platten mit dem belüfteten
Zwischenelement starr verbunden, so daß dieses Material den Verformungen des Bauteils, an dem es
befestigt ist, schlecht folgt.
Bei einer bekannten Wärmeschutzvorrichtung (GB-PS 9 25 336) ist eine Mehrzahl von Metallabschirmungen
oder Schutzteilen vorgesehen, die parallel zueinander angeordnet sind und durch an den
Schutzteilen selbst gebildete Abstandselemente in Form von Vorsprüngen im Abstand voneinander gehalten
sind. Diese Vorsprünge ermöglichen Relativbewegungen zwischen den verschiedenen Schutzteilen, jedoch ist
keinerlei Verbindung zwischen den einzelnen Schutzteilen geschaffen, so daß die gesamte Ausführung keinen
einheitlichen Zusammenhalt hat. Außerdem besteht der Nachteil, daß zwischen benachbarten Schutzteilen über
die dazwischen angeordneten Vorsprünge Linienberührung besteht, wodurch die Wärmeübertragung durch
Leitung vergleichsweise groß ist.
Es ist auch eine Wärmeschutzvorrichtung der einleitend genannten Art bekannt (DT-Gbm 18 89 252),
bei welcher die Abstandselemente zwischen dem zu schützenden Bauteil und einem in Form einer
Metallfolie vorliegenden Schutzteil bzw. zwischen zwei solcher Schutzteile nur an einem dieser Teile mit
Linienberührung befestigt ist. Bei dieser Ausführung bestehen die gleichen Nachteile wie bei der zuvor
beschriebenen bekannten Ausführung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wärmeschutzvorrichtung der einleitend genannten Art so auszuführen,
daß nicht nur Relativbewegung zwischen benachbarten Teilen ermöglicht ist, sondern auch eine Art Verbindung
zwischen zwei benachbarten Teilen erhalten ist, so daß ein gewisser Zusammenhalt gegeben ist. Gelöst wird
diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß Kreuzungspunkte paralleler Fäden an dem zu schützenden
Bauteil, und Kreuzungspunkte von zu den zuerst genannten Fäden parallel verlaufenden anderen Fäden
an dem Schutzteil befestigt sind.
Durch die erfindungsgemäß Ausführung ist nicht nur ein Zusammenhalt zwischen den beiden Teilen gegeben,
sondern es werden auch sämtliche möglichen Beschädigungen vermieden, die sich aus unterschiedlichen
Wärmeausdehnungen und Wärmezusammenziehungen zwischen dem Schutzteil und dem zu schützenden
Bauteil ergeben können. Weiterhin wird im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen bei der Vorrichtung
gemäß der Erfindung Wärmeübertragung von dem Schutzteil zu dem zu schützenden Bauteil auf ein
Minimum zurückgeführt, weil zwischen dem Gitter und dem Schutzteil einerseits sowie zwischen dem Gitter
und dem zu schützenden Bauteil andererseits nur punktförmige Berührungsstellen vorhanden sind, zufolge
der Tatsache, daß die Kreuzungspunkte des Gitters im Vergleich zu dem übrigen Teil des Gitters größere
Dicke haben.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen unter Schutz gestellt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schaubildliche Darstellung einer zusammengesetzten Wärmeschutztafel gemäß der Erfindung,
Fig.2 und 3 sind Schnittansichten, welche die Anbringung einer solchen Tafel an einer zu schützenden
Wand veranschaulichen, wobei der Tafel eine polierte Antistrahlungsmetallschicht zugeordnet ist,
F i g. 4 ist eine Schnittansicht, in welcher eine andere Art der Befestigung des Aufbaues als durch Punktschweißung
dargestellt ist.
In Fig. 1 ist ein Gitter 1 aus ausgebreitetem Metall
dargestellt, welches von Drähten la und Xb gebildet ist,
15 OO
die nach Art von Kette und Schuß eines Gewebes gekreuzt sind. Bestimmte Kreuzungsstellen sind bei 3a,
3b, 3c. an die zu schützende Wand 2 und bei 5a, 5b, 5c ... an die Schutzplatte 4 angeschweißt. Auf diese
Weise wird das Gitter 1 als Zwischenschicht zwischen der zu schützenden Wand 2 und der Schutzplatte 4
festgehalten, wobei es genügend Freiheit besitzt, um Relativbewegungen zwischen den drei Elementen,
paarweise betrachtet, zuzulassen.
Die Wand 2 und die Platte 4, die an ihren Oberflächen durch das aus biegsamen Metalldrähten bestehende
Gitter 1 miteinander verbunden sind, sind in ihren betreffenden Ebenen in weitem Ausmaß voneinander
unabhängig. Die Verteilung der Schweißunkte an den Kreuzungsstellen der Drähte des Gitters 1, auf die eine
und die andere Fläche soll derart sein, daß diese Bewegungsunabhängigkeit in bestmöglicher Weise
gewährleistet wird. Diese Bedingung wird mit der Verteilung der Schweißpunkte erfüllt, wie sie in F i g. 1
dargestellt ist. Es können Gitterdrähte vorhanden sein, die an den Kreuzungsstellen nicht angeschweißt sind,
sondern nur durch ihre Kreuzung festgelegt sind. In F i g. 1 ist dies bei jedem zweiten Draht der Fall.
Eine Übertragung der Wärme durch Leitung von der Schutzplatte 4 auf die zu schützende Wand 2 ist kaum
möglich, und zwar wegen der nur sehr kleinen punktförmigen Berührungsflächen zwischen dem Gitter
1 und den beiden Flächen 2 und 4, wobei der Zwischenraum mit Luft gefüllt ist, die ein guter
Wärmeisolator ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das Gitter 1 vollständig oder teilweise in ein
Elastomer eingebettet sein, falls ein solches als Wärmeisolator anstelle von Luft bevorzugt wird.
Gemäß F i g. 2 und 3 weist der zu schützende Bauteil außer der Wand 2 eine dieser zugeordnete weitere
Außenwand 6 auf. Diese beiden Wände des zu schützenden Bauteils sind miteinander durch Verbindungsglieder
7 vereinigt.
Es ist jedoch erforderlich, nicht nur die Fortpflanzung von Wärme durch Leitung, sondern auch ihre
Fortpflanzung durch Strahlung zu verhindern. In diesem Fall kann die Schutzvorrichtung durch eine innere
Antistrahlungsabschirmung vervollständigt werden, die vorteilhaft aus einer polierten Metallschicht 8 besteht.
Diese Abschirmung kann entweder zwischen dem Drahtgitter 1 und der zu schützenden Wand 2 (F i g. 2)
oder zwischen der Schutzplatte 4 und dem Drahtgitter 1 (Fig.3) angeordnet werden. Die erste Ausführung
gemäß F i g. 2 ist vorzuziehen, da sie eine zu starke Erhitzung der Metallschicht 8 durch Berührung mit der
Schutzplatte 4 verhindert. Wenn jedoch die Ausführung gemäß F i g. 3 verwendet wird, ist es vorteilhaft, für die
Schutzplatte 4 ein Waffelblech zu verwenden.
Die Befestigung der Metallschicht 8 an der Wand 2 (Fig.2) bzw. an dem Gitter 1 (Fig.3) kann durch
Schweißpunkte 9 erfolgen.
Bei der Ausführung gemäß F i g. 3 ist die Schutzplatte 4 mit dem aus der Metallschicht 8, dem Gitter 1 und der
zu schützenden Wand 2 bestehenden Gebilde durch schwimmende Bolzen und Muttern verbunden. Diese
Befestigung kann auch bei der Ausführung gemäß F i g. 2 anstelle der Schweißpunkte 9 verwendet werden.
Umgekehrt können bei der Ausführung gemäß F i g. 3 die Schweißpunkte 9 zwischen der Metallschicht 8 und
der Schutzplatte 4 durch eine Befestigung mittels schwimmender Bolzen und Muttern ersetzt werden.
Die in F i g. 3 dargestellte Befestigung weist einen von der zu schützenden Wand 2 durch einen Isolierring 11
isolierten Schraubenbolzen tO und eine Mutter 13 auf. Der Durchmesser des Loches, das in die Schutzplatte 4,
die Metallschicht 8 und die zu schützende Wand 2 gebohrt ist, ist größer als der Durchmesser des Bolzens
10, so daß ein Kontakt zwischen dem Bolzen und diesen durchlochten Teilen verhindert ist. Ein Käfig 12, welcher
beim Zusammenbau den Bolzen 10 zentriert und die Mutter 13 hält, kann durch Schweißpunkte 14 an der zu
schützenden Wand 2 befestigt werden. Diese Befestigungsart ermöglicht die Relativverschiebungen zwischen
dem zu schützenden Bauteil 2, 6 und der Wärmeschutztafel 4,8,1.
Die Anordnung der zusammengesetzten Wärmeschutztafel und ihre Befestigung können auch auf
andere Weise durchgeführt werden. Beispielsweise sind bei der Ausführungsform gemäß F i g. 4 der Zusammenhalt
der Teile der zusammengesetzten Wärmeschutztafel durch Klammern 15, und ihre Befestigung an der zu
schützenden Wand 2 durch Klammern 16, die mit Bezug auf die Klammern 15 eine umgekehrte Lage haben,
bewirkt.
Gemäß anderen Ausführungsformen können ebensogut Nietbolzen oder Gewindebolzen verwendet werden,
wobei die letzteren beispielsweise einen großen Flachkopf haben, gegen welchen die zu befestigenden
Teile mittels einer Flachmutter zweckentsprechender Form geklemmt werden.
Die Vorteile der Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung liegen in ihrem geringen Gewicht und in ihrer
geringen Dicke, bei hoher Wirksamkeit und Unempfindlichkeit gegenüber Verformungen. Die Wärmeschutzvorrichtung
gemäß der Erfindung kann bei allen Bauteilen verwendet werden, die, damit sie nicht
beschädigt werden, keinen übermäßig hohen Temperaturen ausgesetzt werden dürfen. Die beschriebene
Vorrichtung kann insbesondere für den Schutz der Wände von Triebwerken oder Bauteilen von Luftfahrzeugen
(Brennkammer, Düse, Schubregelorgan, Maschinengondel usw.) verwendet werden.
Es ist noch festzustellen, daß in den F i g. 2 bis 4 die nicht befestigten Fäden aus Gründen der Klarheit der
Darstellung nicht wiedergegeben sind. Weiterhin ist festzustellen, daß die in den F i g. 2 bis 4 wiedergegebenen
Querschnitte der Fäden jeweils einen Schnittpunkt von zwei zusammen befestigten Fäden zeigen (s.
Bezugszeichen 3a, 5a, Zb, 5b, 3cund 5cder F i g. 1).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Wärmeschutzvorrichtung zum Schützen eines Bauteiles gegenüber einer Wärmequelle, mit einem
Schutzteil, der zwischen der Wärmequelle und dem zu schützenden Bauteil angeordnet ist, und mit
Abstandselementen, die zwischen dem Schutzteil und dem zu schützenden Bauteil angeordnet sind,
wobei die Abstandselemente aus einem Metallgitter mit nach Art von Kette und Schuß eines Gewebes
gekreuzten Fäden gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Kreuzungspunkte (3a, 3b,
3c.) paralleler Fäden an dem zu schützenden Bauteil, und Kreuzungspunkte (5a, 5b, 5c...) von zu
den zuerst genannten Fäden parallel verlaufenden anderen Fäden an dem Schutzteil (4) befestigt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Schutzteil (4) befestigten
Fäden von den an dem zu schützenden Bauteil (2) befestigten Fäden durch wenigstens einen Faden
voneinander getrennt sind, der frei von Befestigungen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zuerst genannten Kreuzungspunkte
(3a,3b,3c.) an einer Antistrahlungsabschirmung
(8) befestigt sind, die zwischen den Abstandselementen und dem zu schützenden Bauteil
(2) angeordnet ist (F i g. 2).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzungspunkte (5a, 56,
5c.) an einer Antistrahlungsabschirmung (8) befestigt sind, die zwischen den Abstandselementen
und dem Schutzteil (4) vorgesehen ist (F i g. 3).
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