DE2202718A1 - Flexible line connection - Google Patents
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Description
PATENTANWALTSBÜSO ThOMSEN - TlEDTKE - BüHLING? 2 0 2 7 1 8PATENT ADVOCATE OFFICE ThOMSEN - TlEDTKE - BüHLING? 2 0 2 7 1 8
630212630212
O Dipl.-Chem.Dr.D.Thomson Dipl.-Ing. W. WelnkauH O Dipl.-Chem. Dr D. Thomson Dipl.-Ing. W. Welnkau H.
Dipl.-Ing. H. Tiedtke (Fuchshohl 71)Dipl.-Ing. H. Tiedtke (Fuchshohl 71)
Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Chem. Dr. U. EggersDipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Chem. Dr. U. Eggers
8000 MQnchen 28000 Munich 2
Imperial Metal Industries (Kynoch) Limited Birmingham / GroßbritannienImperial Metal Industries (Kynoch) Limited Birmingham / Great Britain
undand
George Thomas Eynon Hampshire / GroßbritannienGeorge Thomas Eynon Hampshire / Great Britain
Flexible LeitungsverbindungFlexible line connection
Die Erfindung bezieht sich auf flexible Leitungsverbindungen. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit Ausströmdüseneinheiten für Raketenmotore, z. B. Raketenmotore, die Pestkörpertreibstoffe verwenden.The invention relates to flexible line connections. The invention is particularly concerned with Exhaust nozzle units for rocket engines, e.g. B. Rocket engines using plague body propellants.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte flexible Leitungsverbindung zu schaffen. Dabei ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Austrittsdüseneinheit zu schaffen, die einstellbar ist, um den durch die Düse erzeugten Schubvektor zu ändern und den Flugkörper zu führen, an dem die Düseneinheit angebracht ist.The object of the invention is to create an improved flexible line connection. It is another goal According to the invention, to provide an exit nozzle assembly which is adjustable to adjust the vector of thrust generated by the nozzle change and guide the missile to which the nozzle assembly is attached.
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Mündlich« Abreden, Insbesondere durch Telefon, bedürfen schriftlicher Betätigung Poettchecfc (München) KIo. 11W74 Dreedner Bank (Mönchen) Kto. »SN7MOral agreements, in particular by telephone, require written confirmation Poettchecfc (Munich) KIo. 11W74 Dreedner Bank (Mönchen) account »SN7M
Erfindungsgemäß besitzt eine flexible Leitungsverbindung einen ersten und einen zweiten Leitungsteil, ein Anbausystem, das den zweiten Leitungsteil gegenüber dem ersten Leitungsteil einstellbar trägt, eine Primärdichtung zwischen komplementär relativ zueinander bewegbaren Oberflächen vom ersten und zweiten Teil sowie eine Sekundärdichtung zwischen dem ersten und zweiten Leitungsteil, wobei die Sekundärdichtung durch die Primärdichtung Schutz vor dem Inneren der Leitungsverbindung erhält; ferner ist die Erfindung gekennzeichnet durch einen elastomeren Streifen, der an entgegegengesetzten Seiten an die relativ zu einander bewegbaren, einander zugewandten Oberflächen vom ersten und zweiten Teil angeklebt ist.According to the invention has a flexible line connection a first and a second line part, a cultivation system that has the second line part opposite the first line part adjustable carries a primary seal between complementary surfaces movable relative to one another from the first and second part and a secondary seal between the first and second conduit parts, the secondary seal the primary seal provides protection from the interior of the line connection; the invention is also characterized by means of an elastomeric strip which, on opposite sides, is connected to the mutually movable, mutually movable Surfaces of the first and second part is glued.
Vorzugsweise wird der elastomere Streifen so zwischen die einander zugewandten Oberflächen vom ersten und zweiten Teil geklebt, daß er auf Scherung beansprucht wird.Preferably the elastomeric strip is so sandwiched between the facing surfaces of the first and second parts glued so that it is subjected to shear stress.
Ferner ist vorzugsweise der zweite Leitungsteil gegenüber dem ersten Leitungsteil einstellbar, und zwar um ein Zentrum, das auf der Längsachse der Leitungsverbindung oder Leitungsvereinigung liegt, wobei der elastomere Streifen symmetrisch um eine Ebene ist, die rechtwinklig zu dieser Achse liegt und das Zentrum enthält.Furthermore, the second line part is preferably adjustable with respect to the first line part, namely around a center, which lies on the longitudinal axis of the line connection or line union, the elastomeric strip being symmetrical is about a plane perpendicular to this axis and containing the center.
Die Primärdichtung wird vorzugsweise durch zu diesem Zentrum zentrische komplementäre, stumpfkonkave und stumpfkonvexe Oberflächen gebildet.The primary seal is preferably made by complementary, truncated concave and truncated convexes that are central to this center Surfaces formed.
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Außerdem besitzt vorzugsweise das Anbausystem einen auf das Zentrum zentrierten Kardanring für die Winkeleinstellung des zweiten Leitungsteils gegenüber dem ersten Leitungsteil, wobei Betätigungseinrichtungen für die Winkeleinstellung und für die Steuerung der Winkeleinstellung vorgesehen sind.In addition, the mounting system preferably has a cardan ring centered on the center for angle adjustment of the second line part opposite the first line part, wherein actuating devices for the angle adjustment and are provided for controlling the angle setting.
Vorteilhaft bildet die flexible Leitungsverbindung eine Ausströmdüseneinheit, bei der der erste Leitungsteil ein axial innerer Düsenteil und der zweite Leitungsteil ein axial äußerer Düsenteil ist.The flexible line connection advantageously forms an outflow nozzle unit in which the first line part is a axially inner nozzle part and the second line part is an axially outer nozzle part.
Gemäß der Erfindung besitzt ein Raketenmotor eine Ausströmdüseneinheit, die axial innere und äußere Düsenteile aufweist, sowie ein Anbausystem, das das äußere Düsenteil gegenüber dem inneren Düsenteil einstellbar stützt, eine Primärdichtung zwischen komplementären, relativ zueinander bewegbaren Oberflächen von innerem und äußerem Teil sowie eine Sekundärdichtung zwischen dem inneren und äußeren Düsenteil, wobei die Sekundärdichtung durch die Primärdichtung vor Düsengasen geschützt wird; ferner besitzt erfindungsgenäß der Raketenmotor einen elastomeren Streifen, der auf entgegengesetzten Seiten an die relativ zueinander bewegbaren einander zugewandten Oberflächen von innerem und äußerem Teil angeklebt ist.In accordance with the invention, a rocket motor has an exhaust nozzle assembly, axially inner and outer nozzle parts has, and a mounting system that supports the outer nozzle part with respect to the inner nozzle part adjustable, a primary seal between complementary, relatively movable surfaces of the inner and outer part and a secondary seal between the inner and outer nozzle parts, the secondary seal being protected from nozzle gases by the primary seal will; Furthermore, according to the invention, the rocket motor has an elastomeric strip attached on opposite sides to the relatively movable facing surfaces is glued from the inner and outer part.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem typischen Beispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to schematic drawings using a typical example.
Fig. 1 ist eine Endansicht einer flexiblen Leitungs-209842/0608 Figure 1 is an end view of a flexible conduit 209842/0608
verbindung oder Leitungsvereinigung, die von einer Ausströmdüseneinheit gebildet wird;association or management association established by an exhaust nozzle unit is formed;
Pig. 2 ist eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1.Pig. 2 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG. 1.
In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 5 das Ausströmrohr eines Festkörpertreibstoff-Raketenmotors; das Rohr 5 ist auf der Innenoberfläche bei 6 mit "Durestos" ausgekleidet. Dies ist ein Phenolharz, welches mit Asbestfasern gefüllt ist. Wie man aus der Zeichnung ersieht, ist das linke Ende des Ausströmrohrs 5 bei 7 radial nach außen aufgeweitet und wird mit Hilfe herkömmlicher Einrichtungen (nicht gezeigt) an einem Raketenmotorkörper befestigt.In Fig. 2, reference numeral 5 denotes the exhaust pipe of a solid propellant rocket motor; the tube 5 is lined with "Durestos" on the inner surface at 6. this is a phenolic resin filled with asbestos fibers. As you can see from the drawing, this is the left end of the exhaust pipe 5 expanded radially outward at 7 and attached to a rocket motor body by conventional means (not shown) attached.
Das rechte Ende des Ausströmrohrs 5 trägt einen Stützring 8, der eine Betätigungseinheit 9 sowie ein Paar radial einander eecenüberlieeender Tragarme 10 trägt. Jeder Arm 10 trägt ein Lager 11 für die Aufnahme eines entsprechenden Lagerzapfens 12.The right end of the outflow pipe 5 carries a support ring 8, an actuating unit 9 and a pair radially each other eecenüberlieeender support arms 10 carries. Each arm 10 carries a bearing 11 for receiving a corresponding bearing journal 12.
Ferner trägt das rechte Ende des Ausströmrohrs 5 einen axial inneren Düsenteil 13, der eine Stahlstütze 1*J aufweist, deren radial innen liegende Oberflächen mit "Durestos"-Ringen 15 und 16 versehen sind. Die Ringe 15 und 16 stützen einen ringförmigen Molybdenschild oder Molybdenschutz 17.Furthermore, the right end of the discharge pipe 5 carries an axially inner nozzle part 13, which has a steel support 1 * J, whose radially inner surfaces are provided with "Durestos" rings 15 and 16. Support rings 15 and 16 an annular molybdenum shield or molybdenum protection 17.
Die Lagerzapfen 12 stehen von einem axial Su.Uren 209842/0608 The bearing journals 12 are axially supported by Su.Uren 209842/0608
Düsenteil 20 radial nach außen vor, der einen Stahlstützring 21 aufweist, an dessen Innenoberfläche ein Düsenstützring 22 befestigt ist. Der axial äußere Düsenteil 20 besitzt ferner "Durestos"-Ringe 23 und 24, die die Stahlteile 21 und 22 thermisch von einem Molybdendrosselring 25 trennen.The nozzle part 20 projects radially outwards, which has a steel support ring 21, on the inner surface of which a nozzle support ring 22 is attached. The axially outer nozzle part 20 also has "Durestos" rings 23 and 24, which the steel parts 21 and 22 thermally from a molybdenum throttle ring 25.
Der axial innere Düsenteil 13 ist an dem Ausströmrohr 5 befestigt und bildet durch die radial innere Oberfläche des Molybdenschirms 17 die Drossel der Raketendüse. Die Drossel wird vervollständigt durch die radial innere Oberfläche des Molybdendrosselrings 25. Der Rest der Düse wird durch die stumpfkegelförmige Verlängerung des Molybdendrosselrings 25 und die sich unmittelbar axial anschließende Innenoberfläche des "Durestos"-Rings 24 gebildet. Der Drosselring 25 ist zusammen mit dem Rest des axial äußeren Düsenteils im Winkel einstellbar, um die Raketendüse abweichend einzustellen und den Vektor des Schubs zu verändern, der durch den Durchgang von heißen Ausströmgasen durch das Düseninnere erzeugt wird.The axially inner nozzle part 13 is attached to the outflow pipe 5 and forms through the radially inner surface of the molybdenum shield 17, the throttle of the rocket nozzle. The throttle is completed by the radially inner surface of the Molybdenum throttle ring 25. The rest of the nozzle is through the frusto-conical extension of the molybdenum throttle ring 25 and the immediately axially adjoining inner surface of the "Durestos" ring 24 is formed. The throttle ring 25 is together with the rest of the axially outer nozzle part adjustable in angle to set the rocket nozzle differently and the vector of the To change the thrust generated by the passage of hot exhaust gases through the interior of the nozzle.
Die Winkeleinstellung erfordert Dichtungen zwischen den relativ zueinander bewegbaren Teilen, um Druckvcrluste in der Düse zu verhindern und thermische und erosive Einwirkungen der aus der Düse zwischen diesen Teilen durchtretenden (iaae auf ein Minimum zu beschränken. Daher wird eine Hauptann'iheruncsdichtung gebildet, indem man dem Molybdenschild 17 η ine stumpf — · konkave Oberfläche 29 gibt, die zentrisch zu dem Punkt L'fl liegt, der sich auf der Längsachse der Düse befindet und um den der axial äußere Düsenteil 20 verstellt wird. In gleicher Weise ist auf dem Drosselring 25 eine komplementäre stumpfkorvexe nher-The angle adjustment requires seals between the parts that can move relative to one another in order to prevent pressure losses in the nozzle and to minimize thermal and erosive effects from the (iaae) passing through the nozzle between these parts Molybdenschild 17 η ine blunt - are · concave surface 29 which is located centrally with respect to the point L'fl, which is located on the longitudinal axis of the nozzle and is moved to the axially outer nozzle member 20. Similarly, on the throttle ring 25 a. complementary blunt corvexes closer
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fläche 30 vorgesehen, die ebenfalls zentrisch zum Punkt 28 liegt. Die Oberflächen 29 und 30 liegen dicht nebeneinander und sind dabei so angeordnet, daß Kontakt und damit Reibungswiderstand vermieden ist. Das Ausmaß der Überlappung zwischen den Oberflächen 29 und 30, das in Abhängigkeit von den verschiedenen Winkelstellungen um das Zentrum entsprechend der relativen Winkeilagen der Düsenteile 13 und 20 variiert, liefert eine Annäherungsdichtung, die die Menge und die Geschwindigkeit erosiver Gase hohen Drucks und hoher Temperatur vermindert, die in einen Raum 31 zwischen den Teilen 13 und 20 eintreten können.surface 30 is provided, which is also centric to point 28. The surfaces 29 and 30 are close to one another and are arranged so that contact and thus frictional resistance is avoided. The amount of overlap between the surfaces 29 and 30, depending on the various angular positions around the center according to the relative angular positions of the nozzle parts 13 and 20 varies, provides an approximate seal that controls the amount and speed erosive gases of high pressure and high temperature, which enter a space 31 between the parts 13 and 20 can enter.
Es ist ferner eine Sekundärdichtung vorgesehen, die aus einem elastomeren Streifen 32 besteht, dessen entgegengesetzte Seiten an die einander zugewandten Oberflächen von innerem und äußerem Düsenteil I3 und 20 angeklebt ist. Somit ist die radial äußere Oberfläche der Stütze 14 um das Zentrum 28 konvex, während der zugewandte oder gegenüberliegende Abschnitt der radial inneren Oberfläche des Stützrings 21 um das Zentrum 28 konkav ist. Die entsprechenden konvexen und konkaven Oberflächen der Teile I1I und 21 sind symmetrisch um die Ebene, die rechtwinklig zu der Längsachse der Düse liegt und den Punkt enthält. Der elastomere Streifen 32 ist zwischen diese Oberflächen eingeklebt und wird daher bei Winkelverstellunc zwischen den Düsenteilen 13 und 20 auf Scheren beansprucht. Der elastomere Streifen liefert eine vollständige Abdichtung sowie eine Dichtung, die keinem Reibungswiderstand oder einer Abnutzung von Gleitflächen ausgesetzt wird. Der einzige Widerstand, derA secondary seal is also provided which consists of an elastomeric strip 32, the opposite sides of which are glued to the facing surfaces of the inner and outer nozzle parts 13 and 20. Thus, the radially outer surface of the support 14 is convex around the center 28, while the facing or opposite portion of the radially inner surface of the support ring 21 is concave around the center 28. The corresponding convex and concave surfaces of parts I 1 I and 21 are symmetrical about the plane which is perpendicular to the longitudinal axis of the nozzle and which contains the point. The elastomeric strip 32 is glued between these surfaces and is therefore subjected to scissors when the angle between the nozzle parts 13 and 20 is adjusted. The elastomeric strip provides a complete seal as well as a seal that is not subject to frictional resistance or wear from sliding surfaces. The only resistance that
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der Relativbewegung geboten wird, ist der Widerstand des Elastomeres, wobei der einzige Energieverlust in der Dichtung die interne Hystereses des Elastomeres ist.Relative movement is offered by the resistance of the elastomer, with the only loss of energy in the seal is the internal hysteresis of the elastomer.
Die primäre Annäherungsdichtung liefert einen gewissen Schutz für die Sekundärdichtung vor Ausströmgasen. Obwohl erosive Gase hoher Temperatur in den Raum 31 eintreten, gewährleistet die erhebliche Dicke des Streifens 32, daß extreme Bedingungen über eine erhebliche Zeitspanne eintreten müßten, um die durch den Streifen 32 gelieferte Dichtung zu überwinden,The primary proximity seal provides some Protection for the secondary seal from exhaust gases. Although high temperature erosive gases enter the space 31, this is guaranteed the considerable thickness of the strip 32 that extreme conditions would have to occur over a considerable period of time, to overcome the seal provided by strip 32,
bei Gebrauch wird der axial äußere Düsenteil 20 gegenüber dem inneren Düsenteil 13 und dem Ausströmrohr 5 im Winkel verstellt, um den erwünschten Schubvektor zu erhalten. Winkelverstellung des Schubvektors von wenigstens 20° ist möglich. Das Einstellen erfolgt durch die Betätigungseinheit 9 über ein Gestänge 35; ein Sattel oder Joch 36 kann einen Zapfen 37 versetzen, der mittig zwischen den Lagerzapfen 12in use, the axially outer nozzle part 20 is opposite the inner nozzle part 13 and the outflow pipe 5 in the Adjusted the angle to get the desired thrust vector. Angular adjustment of the thrust vector of at least 20 ° is possible. The setting is carried out by the actuating unit 9 via a linkage 35; a saddle or yoke 36 can be a Move pin 37, which is centered between the bearing pin 12
von dem Stützring 21 hochsteht. Hierdurch wird der Düsenteil 20 um die Zapfenlager 11 geschwenkt. Der Sattel 36 kann in einfacher Weise modifiziert v.erden, um den Zapfen 37 in Richtung auf die Einheit 9 zu ziehen, um ein Verschwenken im Gegensinn zu erreichen. Die zwischen den Oberflächen 29 und 30 vorhandene Annäherungsdichtung liefert zwischen diesen Oberflächen eine ausreichende Überlappung, um selbst bei der maximal möglichen Verstellung eine Abdichtung herbeizuführen. Zusätzlich verformt pich der elastomere Block 32 durch Scherspannungen, wobei er tine vollständige Dichtung zwischen den Teilenstands up from the support ring 21. As a result, the nozzle part 20 is pivoted about the journal bearing 11. The saddle 36 can be in a simple Way modified v.erden to pull the pin 37 in the direction of the unit 9 to pivot in the opposite direction to reach. The proximity seal provided between surfaces 29 and 30 provides between these surfaces sufficient overlap to create a seal even with the maximum possible adjustment. Additionally the elastomer block 32 deforms due to shear stresses, whereby there is a complete seal between the parts
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- 8 13 und 20 aufrechterhält.- 8 13 and 20 maintains.
Gemäß Zeichnung und Beschreibung ist der Stützring 21 durch die Lagerzapfen 12 in feststehenden Armen 10 gehalten. Hierdurch ist eine Winkelverstellung in einer Ebene allein möglich. Es kann vorteilhaft sein, die Arme 10 durch einen Kardanring zu ersetzen, der auf einer geeigneten Einrichtung in einer zu der Ebene der Lagerzapfen 12 rechtwinkligen Ebene sitzt. Mit Hilfe einer zweiten Betätigungseinheit kann hierdurch eine Winkelverstellung in einer zu der ersten Ebene rechtwinkligen Ebene und durch Kombination zwischen diesen beiden Ebenen in jedem Winkel vorgenommen werden. Im Bedarfsfall kann das Kardansystem oder die Arme 10 durch vier Betätigungseinheiten ersetzt werden, die im 90°-Abstand rund um den Umfang der Düse angeordnet sind und in komplementären, diametral gegenüberliegenden Paaren betätigt werden, um Einstellung in alle Richtungen zu ermöglichen und dabei Axialverschiebung zwischen den Teilen 13 und 20 zu verhindern.According to the drawing and description, the support ring 21 is held in fixed arms 10 by the bearing journals 12. This makes it possible to adjust the angle in one plane alone. It can be advantageous to the arms 10 by a To replace the gimbal ring on a suitable device in a plane perpendicular to the plane of the bearing journals 12 sits. With the aid of a second actuating unit, an angular adjustment can be made in a plane at right angles to the first plane Level and by combining these two levels can be made at any angle. If necessary, that can The gimbal system or the arms 10 can be replaced by four actuating units which are at 90 ° intervals around the circumference of the nozzle are arranged and operated in complementary, diametrically opposed pairs for adjustment in all directions to enable and thereby prevent axial displacement between the parts 13 and 20.
Bei einer Abwandlung des typischen oben beschriebenen Beispiels wird die Erfindung nicht für das übertragen heißer Gase von Raketenmotoren angewendet, sondern bei einer flexiblen Leitungsverbindung für das übertragen von Strömungsmitteln für häuslichen oder industriellen Bedarf. Bei dieser Abwandlung wird der axial innere Düsenteil ein axialer erster Leitungsteil und an pine Zulaufleitung für das übertragen eines gewünschten Strömungsmittel!! anwnchloi.nen, daa G η η oder eine Flüsni(jk<?it sein kann. Der .'iui'erf. JKir>entei] grina'P. ^orber.chreibutii wird zu In a modification of the typical example described above, the invention does not apply to the transfer of hot gases from rocket motors, but rather to a flexible conduit connection for the transfer of fluids for domestic or industrial use. In this modification, the axially inner nozzle part becomes an axial first line part and an inlet line for the transmission of a desired fluid !! anwnchloi.nen, daa G η η or Flüsni (jk <? may be it. The .'iui'erf. JKir> entei] grina'P. ^ orber.chreibutii will
;■ f - Ί h !, / / U (.' 0 H; ■ f - Ί h!, / / U (. '0 H
einem zweiten Leitungsteil und wird an ein für die Weiterführung des Strömungsmittels bestimmtes geeignetes Leitungssystem angeschlossen. Die Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Leitungsteil kann für den Ausgleich thermischer Bewegungen des Leitungssystems oder der Leitungen dienen und zur Lieferung von Flexibilität entweder für diesen Zweck oder z. B. für das Verringern von Wärmeübertragung und/oder Vibrationsübertragung entlang der Leitung. Bei dieser Abwandlung braucht normalerweise keine Betätigungseinheit vorgesehen zu werden, obwohl eine solche selbstverständlich im Bedarfsfall vorliegen kann, um die Relativbewegung zwischen den Leitungsteilen zu bewirken oder diese zu überwachen. Im Bedarfsfall kann ein Kardansystem vorgesehen werden, um Endschub von dem ersten Leitungsteil auf den zweiten Leitungsteil oder umgekehrt zu übertragen.a second line part and is connected to a suitable line system intended for the continuation of the fluid connected. The relative movement between the first and the second line part can be used to compensate for thermal movements of the pipe system or pipes and serve to provide flexibility either for this purpose or e.g. B. for reducing heat transfer and / or vibration transfer along the line. With this modification needs normally no actuation unit to be provided, although such an actuator is of course available in case of need can to effect the relative movement between the line parts or to monitor them. If necessary, a Cardan system are provided to end thrust from the first line part to the second line part or vice versa transfer.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |