DE4408260A1 - Dichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung für einen zwischen zwei gegenüberliegenden Begrenzungsflächen gebildeten Dichtspalt gemäß An­ spruch 1.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Dichtung, insbesondere die statische Dichtung eines Heißgaskanals in einer Strahltriebwerksdüse mit ver­ stellbaren Bauteilen zur Erzeugung unterschiedlicher Konturen der Strahltriebwerksdüse, zu verbessern.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Dichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Die erfindungsgemäße Dichtung mit einem schlauchförmigen Dichtelement aus Metallfolien unterschiedlicher Materialstärke ist mit einer biege­ steifen Tragstruktur versteift. Bei Erhöhung eines Innendrucks über eine Fluidzufuhr im Dichtelement wölbt sich die Rückseite des Dicht­ elements und wird dabei an Begrenzungsflächen gepreßt, während eine Vorderseite des Dichtelements über eine gesamte Dichtlänge an einer Begrenzungsfläche eines tangential relativ bewegbaren Bauteils an­ liegt. Die erfindungsgemäße Dichtung liegt auch an Enden einer Dicht­ linie an, so daß ein Dichtspalt über die gesamte Länge geschlossen ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dichtung ergibt sich mit Berührungsflächen des Dichtelements, die zur Verringe­ rung von Verschleiß mit Titannitrit beschichtet sind, und zur Anwen­ dung bei Strahltriebwerksdüsen mit beweglichen Berührungsflächen kom­ men.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen stirnsei­ tige Abschlußwände des Dichtelements Anschlußöffnungen auf, durch die Fluid aus den Dichtelementen abfließen kann. Das abgeflossene Fluid wird über eine Fluidzufuhr ersetzt, so daß der Druck in dem Dichtele­ ment konstant bleibt.

Die erfindungsgemäße Dichtung eignet sich in besonderem Maß zur Ab­ dichtung des Dichtspalts zwischen gegeneinander beweglich ange­ ordneten Rampen einer Strahltriebwerksdüse.

Die Erfindung soll im folgenden anhand einer Modelldüse für Hyper­ schallantriebe als Ausführungsbeispiel dargestellt werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Modelldüse,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem Querschnitt gemäß Fig. 1 und eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Dichtung,

Fig. 3 einen weiteren Ausschnitt aus dem Querschnitt gemäß Fig. 1 durch eine erfindungsgemäße Dichtung.

Fig. 1: Eine Modelldüse 1 für Hyperschallantriebe ist mit einem Ein­ lauf 2 versehen, durch den Heißgas in die Modelldüse 1 in Richtung eines Pfeils 3 geleitet wird. Der Einlauf 2 weist Bohrungen 4, 5 auf, an denen die Modelldüse 1 befestigt werden kann und ist mit einer Iso­ lierschicht 7 ausgekleidet.

Eine Rampe 6, schließt an den Einlauf 2 an und ist drehbeweglich um eine Welle 8. Die Rampe 6 ist wie ein Schlittschuh geformt, dessen Kufe 9 einer Achse 10 der Modelldüse 1 zugewandt ist. Die Kufe 9 ist dreiteilig. Auf der Kufe 9 ist eine Begrenzungsfläche 91 montiert, die am hinteren Ende 12 im wesentlichen eben ist und an einer dem Einlauf 2 zugewandten Seite 13 bogenförmig von der Achse 10 weg gekrümmt ist. Die Kufe 9 ist auf der der Achse 10 der Modelldüse 1 abgewandten Seite mit profilartigen Versteifungen, bzw. Rippen 14 versehen. Ein Verbin­ dungselement 15 ist an die Versteifung 14 geschweißt und weist eine Bohrung 16 auf.

Aus Vorratsbehältern, die mit 17, 18 bezeichnet sind, wird ein Kühlme­ dium, vorzugsweise Wasserstoff, über Kühlmittelleitungen 19, 20 in einen Kanal 23 geführt, der parallel zu der Begrenzungsfläche 91 ver­ läuft und an dieser montiert ist. Kühlmittel im Kanal 23 kühlt die Begrenzungsfläche 91 und mündet am hinteren Ende 12 in die Modelldüse 1.

Eine Rampe 21 schließt an die Rampe 6 an und ist drehbeweglich um eine Welle 24. Die Rampe 21 ist wie ein Schlittschuh geformt, dessen Kufe 25 der Achse 10 der Modelldüse 1 zugewandt ist. Die Kufe 25 ist vier­ teilig. Auf der Kufe 25 ist eine Begrenzungsfläche 351 montiert, die an ihrem hinteren Ende 27 eben und an der dem Einlauf 2 zugewandten Seite 28 bogenförmig von der Achse 10 weg nach außen gekrümmt ist.

Die Kufe 25 ist auf der der Achse 10 der Modelldüse 1 abgewandten Sei­ te mit profilartigen Versteifungen, bzw. Rippen, 28 versehen. Verbin­ dungselement 15 ist an der Welle 24 gelenkig befestigt.

Ventile 29, 30 sind mit einem Kühlmittel, vorzugsweise Wasserstoff, verbunden. Druckmittelleitungen 31, 32 münden in einen Kanal 49, der parallel zur Begrenzungsfläche 351 verläuft und an dieser montiert ist. Kühlmittel im Kanal 49 kühlt die Begrenzungsfläche 351 und mündet am hinteren Ende 27 in die Modelldüse 1.

Fig. 2: Zwischen Begrenzungsfläche 91 und einer biegesteifen Trag­ struktur 37 am Einlauf 2 ist ein Dichtelement 36 aus Metallfolien mon­ tiert. Die Metallfolien weisen unterschiedliche Materialstärken von 0,1-0,4 mm auf, wobei die Metallfolien größerer Materialstärke an einer Vorderseite 35 des Dichtelements 36 und die Metallfolien gerin­ gerer Materialstärke an einer Rückseite 40 des Dichtelements 36 ange­ ordnet sind. An der Vorderseite 35 des Dichtelements 36 ist eine bie­ gesteife Tragstruktur 39 aus Metall befestigt, die mit der biege­ steifen Tragstruktur 37 durch Schweißen oder Löten verbunden ist. Dichtelement 36 liegt dicht und fest mit Berührungsflächen 33 der Rückseite 40 an einer Begrenzungsfläche 241 der biegesteifen Trags­ truktur 37 und mit Berührungsflächen 34 der Vorderseite an der Begren­ zungsfläche 91 der biegesteifen Tragstruktur 39 der Rampe 6 entlang einer gesamten Dichtlinie (nicht dargestellt) an.

Fig. 3: Zwischen Begrenzungsfläche 351 und einer an die Versteifungen 14 der Rampe 6 montierten Begrenzungsfläche 401 ist ein Dichtelement 38 aus Metallfolien montiert. Die Metallfolien weisen unterschiedliche Materialstärken von 0,1-0,4 mm auf, wobei die Metallfolien mit größe­ rer Materialstärke an der Vorderseite 35 der Dichtung 38 und die Me­ tallfolien mit geringerer Materialstärke an der Rückseite 40 des Dichtelements 38 angeordnet sind. An die Versteifungen 14 ist ein biegesteifes Dichtungsträgerbauteil 44 mit der Begrenzungsfläche 401 montiert, an der das Dichtelement 38 mit Berührungsflächen 33a der Rückseite 40 dicht und fest anliegt. Berührungsflächen 34a der Vor­ derseite 35 des Dichtelements 38 liegen an Begrenzungsfläche 351 der Rampe 21 entlang einer gesamten Dichtlinie (nicht dargestellt) an. Eine biegesteife Tragstruktur 39 aus Metall ist mit der Vorderseite 35 und dem Dichtungsträgerbauteil 44 durch Schweißen oder Löten ver­ bunden. Dichtungsträgerbauteil 44 ist mit einer Ausnehmung 43 und einer Fluidanschlußöffnung 42 versehen, die in die Rückseite 40 des Dichtelements 38 mündet.

Die Dichtelemente 36, 38 sind mit Anschlußöffnungen für die Fluidzu- bzw. -abfuhr versehen.

Die Dichtelemente 36, 38 sind mit stirnseitigen Abschlußwänden 47 ver­ sehen, die geschlossene Dichtlinien über die gesamte abzudichtende Länge gewährleisten. Die stirnseitigen Abschlußwände 47 sind wie seit­ liche Deckel der Dichtelemente 36, 38 ausgebildet, und können mit den Dichtelementen 36, 38 verschweißt sein. Bohrungen 48 sind in den stirnseitigen Abschlußwänden 47 enthalten. Fluid, z. B. Heißluft, kann durch die Bohrungen 48 aus den Dichtelementen 36, 38 austreten und wird durch Fluid, z. B. nachfolgende Kaltluft, die z. B. durch An­ schlußöffnung 42 in die Dichtelemente 38 gelangen kann, ergänzt.

Die Berührungsflächen 33, 34, 33a, 34a der Dichtelemente 36, 38 können an ihren Oberflächen mit Titannitrit beschichtet sein.

Die erfindungsgemäße Dichtung mit den Dichtelementen 36, 38 kann ins­ besondere zwischen gegeneinander beweglich angeordneten Rampen 6, 21 einer Strahltriebwerksdüse angewendet werden.

Claims (4)

1. Dichtung für einen zwischen zwei gegenüberliegenden Begrenzungs­ flächen (91, 351; 241, 401) gebildeten Dichtspalt (381), wobei die Be­ grenzungsflächen tangential relativ zueinander begrenzt bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus Metallfolie gebildetes schlauchförmiges, sich über die Breite der Begrenzungsflächen (91, 351, 241, 401) erstreckendes Dichtelement (36, 38) durch in seinen Hohlraum erzeugten Fluiddruck an den Begrenzungsflächen flächig dichtend anliegt (Berührungsflächen 33, 34 bzw. 33a, 34a), wobei zur Positionierung und Halterung eine biegesteife Tragstruktur (37, 39) am schlauchförmigen Dichtelement (36, 38) befestigt ist.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schlauchförmige Dichtelement (36, 38) an seinen Berührungsflächen (33, 34 bzw. 33a, 34a) mit Titannitrid beschichtet ist.

3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in stirnseitigen Abschlußwänden (47) der Dichtelemente (36, 38) An­ schlußöffnungen für die Fluidzu- bzw. -abfuhr vorgesehen sind.

4. Anwendung einer Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur Abdich­ tung des Spaltes zwischen gegeneinander beweglich angeordneten Rampen (6, 21) einer Strahltriebwerksdüse.