DE2253230A1

DE2253230A1 - Dichtung

Info

Publication number: DE2253230A1
Application number: DE2253230A
Authority: DE
Inventors: Eugene Ashley
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1972-02-04
Filing date: 1972-10-30
Publication date: 1973-08-16
Also published as: JPS5644360B2; DE2253230C2; JPS4888797A; US3783737A; GB1414653A; DE7239856U

Description

DICHTUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine zentripedal vorbelastete, ringförmige Dichtung für Verbrennungseinrichtungen, die für eine Verwendung in einem mit flüssigen Treibstoff arbeitenden Geschütz besonders geeignet ist.

Ringförmige Verschlußdichtungen sind in den US-Patentschriften 3 11¹J 290, 3 35^ 780 und 3 403 596 beschrieben, die für konventionelle Geschütze geeignet sind, die hülsenlose Munition feuern. Ein Plussigkeitsgeschütz, das zur Verwardung der erfindungsgemäßen Dichtung gut geeignet ist, ist in der' deutschen Patentanmeldung P 22 26 175.2 vorgeschlagen, aus der hier nicht beschriebene Einzelheiten des Gesamtsystems entnommen werden können.

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Flüssigkeitsgeschütze bzw. Geschütze mit flüssigem Treibstoff müssen ebenso wie andere Geschütze, die hülsenlose Munition feuern, mit Dichtungen versehen sein, um den Austritt von Gas aus der Zündkammer während des Verbrennungsprozesses zu verhindern.

Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung , eine Dichtung für eine zylinderförmige Brennkammer zu schaffen, die vor dem Feuern in einen Vor- oder vorläufigen Sitz (preseat) gebracht wird.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Schaffung einer Di- . ..:.,■; und einer mit vielen Durchmessern versehenen Kammer, die die Dichtung|zentripedal umbiegt, um auf diese eine in den vorherigen Sitz drückende Kraft auszuüben.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Längsschnittansicht von einer bekannten Feuerkammer, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 22 26 175.2 gezeigt ist.

Fig. 2 ist eine schematische Längsschnittansicht von einer die Erfindung verkörpernden Dichtung.

Fig. 3 ist eine schematische Längsschnittansicht von einer mit vielen Durchrr.o. ser»a versehenen Feuerkammer und einer die Erfindung verkörpernden Dichtung.

Fig. 4 ist eine Detailansicht im Längsschnitt von einem die Erfindung verkörpernden Geschütz.

In Geschützen, die konventionelle, mit Hülsen versehene Munition feuern, ist die Grenz- oder Berührungsfläche zwischen der Ver-

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brennungskammer und dem Geschützbolzen durch flie Geschpßhülse abgedichtet." ' ■■·-—■ · .

In bekannten Geschützen, wie sie in Figur 1" gezeigt sind, die flüssigen Treibstoff und ein Projektil IQ ohne eine' Geschoßhülse verwenden, ist die Grenz- oder Berührungsfläche zwischen der Verbrennungskammer .12 und dem Geschützbolzen I¹I durch eine Dichtung 16 geschlossen,' die von "dem Bolzen' getragen wird und eineVi kleinen Spielraum'gegenüber der Kammerwand aufweist. Dadurch kann die Dichtung 'Während des LadeVorganges leicht in die Kammer eingesetzt werden. Nach dem Zünden, wenn die Verbrennungsgase in der Kammer entwickelt werden und der Gasdruck ansteigt, entwickelt sich eine kleine Gasströmung am Umfang der Dichtung vorbei. Diese Strömung ruft eine Druckdifferenz zwischen dem stillstehenden Gas innerhalb der Kammer und dem strömenden Gas außerhalb der Kammer hervor.'Der höhere Druck innerhalb der Kammer bewirkt, daß sich die Dichtung zentrifugal ausdehnt, bis sie an"der Kammerwand anstößt und eine weitere Gasströmung versperrt .' Von diesem Zustand an ist die Dichtung insofern selbstverstärkend, als ein höherer Gasdruck innerhalb der Kammer die Neigung hat, die Dichtung noch fester in ihren Sitz zu drücken. Der Nachteil dieser konventionellen Dichtungen besteht darin, daß die geringe Anfangsleckage eine Erwärmung und Erhitzung der Dichtung bewirkt und häufig gestattet, daß Fiemdteilchen lh den Spalt eintreten und auf den Sitz der Dichtung nachteilig einwirken.

Die Kombination der Dichtung und der Züridkammer, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, sorgt für einen vollständigen genauen Paßsitz der Dichtung sowohl mit der Kammer als mit dem Geschützbolzen vor dem Zünden oder Feuern.

Die Dichtung 20 ist in Fig. 2 in ihrem freien Zustand gezeigt und ist transversal ringförmig mit einem im wesentlichen dreieckförmigen Längsquerschnitt. Die äußere ringförmige Oberfläche 22 der Dichtung besitzt eine kleine positive Steigung in

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Richtung auf die Vorderseite, die als ein Winkel PT gezeigt ist. Ihre hintere Querfläche 24 kann leicht* konisch nach innen sein, was als Winkel NT gezeigt ist, und ihre Hypothenuse kann konkav sein. Wenn die Dichtung einer ringförmigen zentripedalen Kraft auf ihren vorderen Randring 26 ausgesetzt wird, tritt eine Mehrfachbiegung (compound deflection) auf, die den Längsquerschnitt um eine transversale Ringachse schwenkt, derart, daß der größere Durchmesser D₁ des vorderen Randringes verkleinert wird, wodurch sich der Winkel PT verkleinert, und die hintere Querfläche 2k wird weniger konisch, wodurch sich der Winkel NT vergrößert.

Die Kammer 30 weist einen Innendurchmesser "D " mit einem koni-

sehen hinteren Eingangs- oder Einführungsabschnitt 32 auf, der einen hinteren Anfangsinnendurchmesser "D,-", welcher größer ist als '!D₁", und einen vorderen Innendurchmesser aufweist, der gleich "D " ist. Figur 3 zeigt die Dichtung 20' in ihrem freien Zustand. Wenn die Dichtung durch den Einführungsabschnitt hindurch in Richtung auf den Zündabschnitt vorrückt, greift der vordere Randring 26 an der Wand 32 an und wird durch die Umfangskraft F"zunehmend umgebogen, um seinen größeren Durchmesser D. zu verkleinern.Wenn der vordere Randring 26 in den Zündabschnitt eintritt, wie bei 20", bleibt die Umfangskraft F" auf einem Maximum, während der größere Durchmesser D> auf einem Minimum bleibt, das der Durchmesser D der Zündkammer ist, wobei der vordere Randring fest gegen die Kammerwand sitzt. Aufgrund der Mehrfachbiegung sitzt der hintere innere Randring 28 der Dichtung fest gegen die Stirnfläche 3^ des Bolzens 36. Somit verhindert die Ausbildung des Vorsitzes (preseating) des vorderen Randes 26 gegen die Kammerwand und der Vorsitz des Innenrandes 28 gegen die Bolzenstirnfläche, daß Gas oder Teilchen an der Dichtung vorbeiströmen und irgendeine daraus resultierende Abnutzung verursachen.

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Claims

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- 5 Patentansprüche

(l.yVerbrennungseinriehtung , gekennzeichnet durch einen Behälter und eine* darin angeordneter Kammer (12), die eine Innenwand mit .einem hinteren Eingangsabschnitt (32) aufweist, der in einen vorderen Zündabschnitt (30) übergeht und einen hinteren, inneren Anfangsdurchmesser (D₁.). so-

wie einen vorderen Enddurchmesser (D ) aufweist, wobei der Anfangsdurchmesser größer ist als der Enddurchmesser, einen Kolben (1*0 zum Verschluß der Zündkammer, auf dem eine elastische Dichtung (20) angebracht ist, die Jm freJm Zustand einen Außendurchmesser (D^) aufweist, der kleiner als der Anfangsdurchmesser (D_T ) der Kammer und größer als der Enddurch·^ messer (D ) der Kammer ist, derart, daß bei einem Vorschieben

des Bolzens (10) in Längsrichtung nach vorne durch den Eingangsabschnitt (3.2) der Kammer hindurch die Dichtung (20) an

der Kammerwand angreift und ihr Außendurehmesser dadurch fortschreitend verkleinert wird, wobei die Dichtung verformbar und in einen Vorsitz gegen die Kammerwand bringbar ist,

2. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß die Dichtung (20) transversal ringförmig mit einem im wesentlichen dreieckförmigen Längsquerschnitt ist, eine äußere ringförmige etwa longitudinale Fläche (22) und eine hintere, ringförmige, etwa transversale Fläche (24) aufweist, wobei die äußere Fläche (22) eine vordere ringförmige Kante (26) aufweist,, die im freien Zustand den Außendurchmesser (D.) bildet und die zunächst an der Kammerwand angreift und gegen diese den Vorsitz bildet,

3. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolben (I¹O eine nach vorne gerichtete Oberfläche (3¹O hinter und der Dichtung (20) benachbart aufweist und die hintere Fläche (2¹O der Dichtung einen inneren ringförmigen Rand (28) aufweist_s der

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durch die Durchmesserverkleinerung des vorderen Randringes (26) im wesentlichen longitudinal nach hinten verschiebbar 1st, um an der nach vorne gerichteten Oberfläche (3*0 des Kolbens (1*1) anzugreifen.

Ί. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Eingangsabschnitt (32) der Kammer eine negative Steigung von ihrem hinteren Anfangsdurchmesser (D ) zum Enddurchmesser (D ) aufweist, wobei der Enddurchmesser (D ) der Durchmesser des

vorderen Zündabschnittes (30) ist.

5. Verbrennungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - *1, dadurch gekennzeichnet^ daß die Einrichtung ein Geschütz ist, der Behälter ein Geschützrohr und der Kolben ein Geschützkolben ist.

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