DE2831247C3

DE2831247C3 - Process for the production of integral multiple nozzle blocks for the gas dynamic laser

Info

Publication number: DE2831247C3
Application number: DE19782831247
Authority: DE
Inventors: Hans 8034 Unterpfaffenhofen Hermansdorfer; Werner 8014 Neubiberg Malburg; Friedbert 8011 Zorneding Mohr; Otto 8000 Muenchen Tuscher
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1978-07-15
Filing date: 1978-07-15
Publication date: 1981-01-29
Also published as: DE2831247A1; DE2831247B2

Description

2525th

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung integraler Vielfachdüsenblöcke für gasdynamische Laser unter Verwendung von Düsenlamellen, bei denen die in Lage und Abstand fixierten Düsenlamellen mit zugehörigen seitlichen Endstücken zu einem Block verspannt werde;«.The invention relates to a method for producing integral multiple nozzle blocks for gas dynamic Laser using nozzle lamellas, in which the position and distance are fixed Nozzle lamellas are braced to form a block with the associated lateral end pieces; «.

Durch die DE-AS 22 4; 428 ist ein Vielfachdüsenblock beschrieben worden, bei dem die einzelnen Düsenlamellen in ganz bestimmten Abmaßen und Abständen aneinandergereiht sind und zur Aufnahme des großen Heizkammerdruckes mittels Haltevorrichtung auf Zug vorgespannt sind. Jede einzelne Düse ist mit einer Haltekonstruktion auf der Heizkammerseite «ο verbunden, wodurch die Überschallströmung zwischen und hinter den Düsenlamellen nicht beeinflußt wird.By DE-AS 22 4; 428 is a multiple nozzle block has been described in which the individual nozzle lamellas in very specific dimensions and Distances are strung together and to accommodate the large heating chamber pressure by means of a holding device are pre-tensioned. Each individual nozzle has a holding structure on the heating chamber side «ο connected, whereby the supersonic flow between and behind the nozzle blades is not affected.

Durch die DE-OS 24 51309 ist eine weitere Anordnung zur Bildung von Vielfachdüsenblöcken bekannt geworden, bei der der senkrecht zur Gasströmungsrichtung stehende Steg jedes Lamellenkörpers an seinem oberen und unteren Ende je eine oder mehrere Paßbohrungen aufweist, in die Paßstifte beim Zusammenbau der Mehrfachdüsen gesteckt werden und so die blockmäßige Verbindung hergestellt wird. soDE-OS 24 51309 is another Arrangement for the formation of multiple nozzle blocks become known in which the perpendicular to the gas flow direction standing web of each lamellar body at its upper and lower end one or more Has fitting bores into which dowel pins are inserted when assembling the multiple nozzles and so the block connection is established. so

Im großen und ganzen haben sich diese Anordnungen als brauchbar erwiesen, nur war der Fertigungsaufwand sehr hoch. Außerdem zeigte es sich, da die Lamellen in der Regel auf einem Bodenblech stehen und durch ein Deckblech abgedeckt werden, wobei beide Bleche in Schraubenkonstruktion auf die Düsen-Kopfenden zu gepreßt sind, daß durch zwangsläufige Ungenauigkeiten bei der Fertigung der Einzeldüsenlamellen, der Fixierbohrungen und der Vorspannhalterungen es praktisch nicht möglich ist, eine größere Anzahl von Düsen so &o präzis genau gegeneinander und zugleich gegen die Deck- und Bodenbleche zu verspannen, daß keine Spalten zu den Kopfenden der Düsenlamellen von störenden Grenzströmungen, insbesondere an den kritischen Halsstellen, an denen sehr große Druckgra- *"> dienten auftreten, welche mit entsprechend großen Leckströmen verbunden sind.By and large, these arrangements have proven to be useful, only the manufacturing effort was very high. It also showed that the slats are usually on a floor pan and through a Cover sheet are covered, both sheets in screw construction towards the nozzle head ends are pressed that by inevitable inaccuracies in the manufacture of the individual nozzle lamellae, the fixing holes and the preload brackets it is practically not possible to use a large number of nozzles so & o precisely to brace against each other and at the same time against the cover and bottom plates, that none Gaps to the head ends of the nozzle lamellas from disruptive boundary flows, especially at the critical parts of the neck where very large pressure gra- * "> which are associated with correspondingly large leakage currents.

Durch die DE-OS 20 22 876 sind integrale Vielfachdüsenblöcke für gasdynamische Laser bekanntgeworden, bei denen die in Lage und Abstand Fixierten Düsenlamellen mit den zugehörigen seitlichen Endstükken zu einem Block verspannt sind. Diese Vielfachdüsenblöcke werden aus lauter Einzelelementen zusammengesetzt und auch hier trifft in Bezug auf die genau einzuhaltenden Toleranzen das vorstehend Gesagte zu.Through DE-OS 20 22 876 integral multiple nozzle blocks for gas dynamic lasers have become known, in which the nozzle lamellas fixed in position and spacing with the associated lateral end pieces are braced to form a block. These multiple nozzle blocks are made up of individual elements and here, too, what has been said above applies with regard to the tolerances to be precisely observed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorerwähnten Nachteile zu beseitigen und ein Herstellungsverfahren für Düsenblöcke der eingangs genannten Art zu schaffen, das sowohl den Fertigungsaufwand vermindert als auch keine störenden Grenzströmungen mehr aufkommen läßt.The invention is therefore based on the object of eliminating the aforementioned disadvantages and a manufacturing method for nozzle blocks of the type mentioned to create both the manufacturing effort reduced as well as no more disturbing boundary currents.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Block in einem Wachsrahmen aufgehängt und eingegossen wird, daß durch den Wachsrahmen eine obere und eine untere Ebene festgelegt wird, die den gewünschten Gasleitflächen der Düsen entsprechen, und daß die Gasleitflächen in Form einer Gold-, einer Kupfer- und einer Nickelschicht galvanisch aufgebracht werden.This object is achieved in that the block is suspended in a wax frame and poured, that an upper and a lower level is defined by the wax frame, which the desired gas guide surfaces of the nozzles, and that the gas guide surfaces in the form of a gold, a copper and a Nickel layer can be applied galvanically.

Durch diese vorgeschlagenen Maßnahmen werden infolge der mechanischen Integration der Boden- und Deckplatten mit den Düsenelementen die Berührungsflächen spaltlos erhalten.These proposed measures are due to the mechanical integration of the ground and Cover plates with the nozzle elements get the contact surfaces without any gaps.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen festgelegt Im folgenden wird die Erfindung anhand e'mes Ausführungsbeispiels erläutert Dieses Ausführungsbeispiel ist in den Figuren der Zeichnung dargestellt Es zeigtFurther features of the invention are defined in the subclaims. The invention is explained below with reference to an exemplary embodiment. This exemplary embodiment is shown in the figures of the drawing

F i g. 1 eine Draufsicht eines Düsenblockes innerhalb des ersten Rahmens ohne Deckblech;F i g. 1 is a plan view of a nozzle block within the first frame without a cover plate;

Fig.2 eine perspektivische Teilansicht des Düsenblockes mit Deck- und Bodenblech ohne seitlichem Endstück und Spannrahmen;2 shows a perspective partial view of the nozzle block with top and bottom plate without side end piece and clamping frame;

Fig.3 einen Querschnitt durch den zweiten rsp. Wachsrahmen mit eingelagertem Düsenblock und dessen Spannrahmen in schematischer Darstellung;Fig.3 shows a cross section through the second rsp. Wax frame with embedded nozzle block and its clamping frame in a schematic representation;

F i g. 4 eine Draufsicht der Anordnung gemäß F i g. 3 in schematischer Darstellung;F i g. 4 shows a plan view of the arrangement according to FIG. 3 in a schematic representation;

Fig.5 einen Querschnitt durch einen fertigen Düsenblock.5 shows a cross section through a finished nozzle block.

Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, werden die einzelnen Düsenlamellen 10, die als hochpräzise Teile vorgefertigt sind, beispielsweise durch Schleifen, Erodieren, Strangpressen oder Schmieden und bereits Kühlbohrungen 28 aufweisen, mittels Distanzblöckchen 18 und hochgenauen Abstandsblechen 19 auf ein Bodenblech 11 angeordnet, zu beiden Seiten durch Endstücke 15 ergänzt und von einem ersten Rahmen 17 umgeben. Dieser Rahmen 17 weist einen sogenannten Linealanschlag 21 auf, an den sich eines der Endstücke 15 anlehnt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Rahmens befinden sich Spannschrauben 22a — oder eine sonstige Spanneinrichtung — die die einzelnen Düsenelemente aneinanderpreßt. Zur genauen Lagefixierung der Düsenlamellen 10 in seitlicher Richtung ist ein Seitenblech 20 angeordnet, das mittels Schrauben 226 etc. angepreßt wird. Dieser so verspannte und fixierte Düsenblock wird nunmehr in einen zweiten Rahmen 23 gegeben, der als Wachsrahmen bezeichnet ist und zur Aufnahme eines Formwachses dient (F i g. 3 und 4).As the F i g. 1 and 2 show the individual nozzle lamellas 10, which are prefabricated as high-precision parts are, for example by grinding, eroding, extrusion or forging and already cooling bores 28 have, by means of spacer blocks 18 and high-precision spacer plates 19 on a floor panel 11 arranged, supplemented on both sides by end pieces 15 and surrounded by a first frame 17. This frame 17 has a so-called ruler stop 21, on which one of the end pieces 15 leans on. On the opposite side of the frame there are tensioning screws 22a - or one other clamping device - which presses the individual nozzle elements together. For precise position fixation of the nozzle lamellas 10 in the lateral direction, a side plate 20 is arranged, which is secured by means of screws 226 etc. is pressed. This nozzle block clamped and fixed in this way is now placed in a second frame 23 given, which is referred to as a wax frame and is used to hold a molding wax (Figs. 3 and 4).

Der verspannte Düsenblock wird in den zweiten Rahmen 23 so eingehängt und gesichert, daß die obere und untere durch den zweiten Rahmen 23 festgelegte Ebene die späteren Gasleitflächen 25 des Düsenblockes bilden. Hierzu kann beispielsweise der Wachsrahmen 23 konisch ansteigende Flächen aufweisen.The clamped nozzle block is hung and secured in the second frame 23 that the upper and the lower plane defined by the second frame 23, the later gas guide surfaces 25 of the nozzle block form. For this purpose, for example, the wax frame 23 can have conically rising surfaces.

Ist die Lagefixierung des eingespannten Düsenblok-Is the positional fixation of the clamped nozzle block

kes innerhalb des zweiten Rahmens 23 erfolgt, so werden die entstandenen Hohlräume 24a und 24b — letztere befinden sich innerhalb des Düsenblockes — mit Wachs ausgegossen und bündig zum Wachsrahmen 23 abgezogen. Somit sind nun den gewünschten Gasleitflächen 25 entsprechende Oberflächen entstanden, auf die als Korrosionsschutz zuerst eine dünne Goldschicht aufgalvanisiert wird (Fig.5). Auf diese Schicht wird in weiteren Galvanisierungsschritten eine Kupferschicht 27 und eine Nickelschicht 26 aufgebracht, die auch Aufdickungen für schweißtechnische Anschlußstücke 29 aufweist. Die Bohrungen 28 für das Kühlsystem können entweder von der Galvanisierung ausgespart oder nachträglich mechanisch erzeugt werden.kes takes place within the second frame 23, the resulting cavities 24a and 24b - the latter are located inside the nozzle block - are filled with wax and peeled off flush with the wax frame 23. In this way, surfaces corresponding to the desired gas guide surfaces 25 have now been created, onto which a thin gold layer is first electroplated as protection against corrosion (FIG. 5). In further electroplating steps, a copper layer 27 and a nickel layer 26, which also has thickened areas for welding connection pieces 29, are applied to this layer. The bores 28 for the cooling system can either be left out of the electroplating or can be generated mechanically afterwards.

Durch diese galvanische Aufbringung der sogenannten Gasleitflächen entstehen also keine Spalten 13 — wie in F i g. 2 beispielsweise gezeigt — zwischen den einzelnen Lamellen und den Deckflächen mehr. Dadurch werden auch die bisher aufgetretenen nachteiligen Leckströme beseitigt.This galvanic application of the so-called gas guide surfaces means that there are no gaps 13 - as in Fig. 2 shown for example - more between the individual slats and the top surfaces. This also eliminates the disadvantageous leakage currents that have occurred up to now.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for producing integral multiple nozzle blocks for gas dynamic lasers using nozzle lamellas, in which the nozzle lamellas fixed in position and spacing are braced with associated lateral end pieces to form a block, characterized in that the block is suspended and cast in a wax frame (23) that a ι ο upper and a lower level is determined by the wax frame, which correspond to the desired gas guide surfaces (25) of the nozzles, and that the gas guide surfaces are applied galvanically in the form of a gold, a copper and a nickel layer. ' ⁵

2. The method according to claim 1, characterized in that the nozzle lamellas (10) are clamped in a first frame (17) in three-point support, which is hung and fixed in the wax frame (23), and that the free spaces (24a, 24b) be filled with wax according to the chosen final shape of the galvanic layers (26, 27) to be applied.