DE6901525U - DEVICE FOR CONNECTING THE COOLANT INLET RING TO THE WALL OF A ROCKET COMBUSTION CHAMBER OR THROTTLE NOZZLE - Google Patents
DEVICE FOR CONNECTING THE COOLANT INLET RING TO THE WALL OF A ROCKET COMBUSTION CHAMBER OR THROTTLE NOZZLEInfo
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Description
Messerschmitt-Bölkow Ottobrunn, 1>.1.1969Messerschmitt-Bölkow Ottobrunn, January 1, 1969
Gesellschaft mit beschränkter Haftung BP 796 München SXJ Ba/j aLimited liability company BP 796 Munich SXJ Ba / ja
Vorrichtung zur Verbindung des Kühlmitteleinlaufringes mit der Wand einer Raketenbrennkammer oder Schubdüse.Device for connecting the coolant inlet ring with the wall of a rocket combustion chamber or nozzle.
Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verbindung des aus Stahl oder ähnlich hochfestem Material bestehenden Kühlmitteleinlaufringes einer Raketenschubdüse oder Raketenbrennkammer mit der aus Kupfer oder einem vergleichbar weichen Material bestehenden Düsen- bzw. Brennkammer-The innovation relates to a device for connection the one made of steel or similar high-strength material Coolant inlet ring of a rocket thruster or Rocket combustion chamber with the one made of copper or a comparable one soft material existing nozzle or combustion chamber
Λ wand. Λ wall.
Raketenbrennkammern oder Schubdüsen werden insbesondere zur Ermöglichung einer guten Wandkühlung mit einem innerhalb der Wand gelegenen Kanalsystem versehen, durch das eine Kühlflüssigkeit, meistens eine Treibstoffkomponente.,, unter sehr hohem Druck geleitet wird. Diese Hohlwände werden insbesondere nach dem galvanoplastischen Verfahren ausRocket combustion chambers or thrusters are used in particular to enable good wall cooling with an inside the wall channel system through which a cooling liquid, usually a fuel component. ,, is conducted under very high pressure. These cavity walls are made in particular by the electroforming process
-f 2 —-f 2 -
Kupfer oder ähnlichen sich hierfür eignenden Metallen stellt. Am miüe dsr feetreffenden Brennkansn#r=' oder Schubdüsenwand werden die Kühlkanäle an die Außenfläche der Wand geführt, um dort von einem gemeinsamen Ringkanal aus mit Kühlflüssigkeit gespeist zu werden. Aufgrund der hohen Drücke und der teilweise aggresiven Treibstoffe muß dieser Ringkanal* wie auch die Zuleitungen, aus hochfestem, gegen Korossion beständigen Stahl hergestellt sein. Aus dieser Forderung ergibt sich das der hier offenbarten Neuerung zugrundeliesende Frobzea> namiicft eier gegen höhen Plassigiwivs= druck abzudichtenden Verbindung des Stahlringkanales mit der Kupferwand,Copper or similar metals suitable for this purpose. The cooling ducts are routed to the outer surface of the wall at the combustion can or thrust nozzle wall, which is in contact with the foot, in order to be fed with cooling liquid from a common annular duct. Due to the high pressures and the sometimes aggressive fuels, this ring channel * as well as the supply lines must be made of high-strength steel resistant to corrosion. This requirement gives rise to the Frobzea on which the innovation disclosed here is based:
Bekannt sind unlösbare Verbindungen zwischen dem Stahlrirtg und der Kupferkamaer. Da aber Schweißverbindungen teuere Vorbehandlungen erfordern, weil unbehandeltes Kupfer keine SchweiStexsperaturen verträgt, wurden Lötverbindungen angewendet. Letztere haben sich jedoch ebenfalls weitgehend als unzureichend erwiesen, da sie sehr hohen Druckbelastungen oder Wärssspannungen nicht Stand halten können.Permanent connections between the steel belt are known and the Kupferkamaer. But because welded connections are expensive Requires pretreatments because untreated copper does not Withstands welding temperatures, soldered connections were used. The latter, however, have also largely proven to be inadequate because they have very high pressure loads or cannot withstand thermal stresses.
Aufgabe der vorliegenden Neuerung 1st es, eine Vorrichtung zur Verbindung des Kühlmitteleinlaufriiages ©it der Wand einer Brennkansser oder Schubdüse eines Raketentriebwerkes zu schaffen, die den hohen auftretenden Beanspruchungen standhält, gleichzeitig aber keinen großen konstruktiven Aufwand erfordert.The object of the present innovation is to provide a device for connecting the coolant inlet ring © it to the wall a Brennkansser or thrust nozzle of a rocket engine to create that withstands the high stresses that occur, but at the same time not a major constructive one Requires effort.
Zur Lösung dieser Aiifgabe wird gessäS der hier vorliegenden Neuerung vorgeschlagen, den Sinlsufring mit öer Schubdüse bzw. cd.ν der BrennkaiisDer über· Ringkonusflächen lösbar zu verbinden.In order to solve this problem, we will use the present one An innovation proposed, the Sinlsufring with an outer thrust nozzle or cd.ν of the BrennkaiisDer can be detached via ring conical surfaces associate.
in Ausgestaltung der Neuerung ist das die konisene Dient-in the development of the innovation, this is the conceived service
fläche aufweisende Düsen-bzw. brennkammerende als Ringflansch mit im Querschnitt T-förmigem Profil ausgebildet, dessen eines Ende in einer Ringnut des Einlaufringes sitzt.area having nozzle or. combustion chamber end as an annular flange formed with a T-shaped profile in cross-section, one end of which sits in an annular groove of the inlet ring.
Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung dient zum dichtenden Aufeinanderpressen der beiden Konusflächen ein Gegenhaltering; der mit dem Einlaufring fest verbunden ist und der pratzenartig über das andere Ende des Ringflansehes greift.According to a further feature of the innovation, a counter-retaining ring is used to press the two conical surfaces together to form a seal; which is firmly connected to the inlet ring and which is claw-like over the other end of the ring flange engages.
Die Hauptvorteile dieser Neuerung mit den geschilderten Merkmalen sind unempfindlichkeit gegen Warmespannungen und die Möglichkeit, die gute Dicht-wirkung konischer Dichtflächen mit großen Anpreßkräften zu erzeugen. Durch das beidseitige Umschließen des Ringflansehes mittels der Ringnut bzw. mittels des Gegenhalteringes werden die am "Kupferkonus" auftretenden großen Anpreßkräfte von den Stahlteilen aufgenommen, so daß selbst bei plastischer Verformung des Kupferringflansches keine Gefahr für die Dichtheit der Verbindung besteht.The main advantages of this innovation with the features described are insensitivity to thermal stresses and the possibility of producing the good sealing effect of conical sealing surfaces with large contact forces. By enclosing the ring flange on both sides by means of the ring groove or by means of the counter-retaining ring are the "Copper cone" occurring large contact pressure from the Steel parts added, so that even with plastic deformation of the copper ring flange no danger to the The connection is tight.
Die Anpreßkraft, mit der der Gegenhaltering don Einlaufring; auf den Ringflansch preßt, wird nach einem weiteren Merka&l der Neuerung mittels Schraubverbindung erzeugt, und zwar sind hierzu, entlang des Umfangee des Einlaufringes, zahlreiche Stehbolzen angeordnet. Die Anordnung der Stehbolzen im Einlaufring und die Verschraubung mit des Gegenhaltering hat den Vorteil, daß das weiche Kupfer nicht; uniaiuteJLbar an jeder Schraubung belastet wird, sondern äaS öle Gegenhaltekraft gleichmäßig verteilt über den Gegenhaltering auf den Kupf erringflanscn wirkt, so daß die Gefahr des Wegfließens und einer daraus folgenden Undichtheit verraieöen wird.The contact pressure with which the counter-retaining ring don the inlet ring; presses on the ring flange, is produced according to another feature of the innovation by means of a screw connection, for this purpose, along the circumference of the inlet ring, numerous studs arranged. The arrangement of the stud bolts in the inlet ring and the screw connection with the counter-retaining ring has the advantage that the soft copper not; uniaiuteJLbar is loaded at each screw, but äaS oils counter-holding force evenly distributed over the counter-retaining ring on the copper ring flange acts so that the risk of it flowing away and a resulting leak will verraieöen.
Gemäß der Neuerung sollen ötwa in der Mitte der Konusverbir.dung Ye:*bi«äungsk*näle aageoEdnAt sein, die von der Ringleitung des Binlaufringes zu Kühlkanälen der Schubdüsen- bzw. Brennkaminerwand führen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß bei plastischer. Verformung des kupfernen Ringflansehes, insbesondere in den Randzonen bzw. Enden des T-Pröfils keine Gefahr der Verschlie ßung der Kühlkanäle besteht.According to the innovation, ötwa should be in the middle of the conical connection Ye: * bi «äungsk *nal aageoEdnAt be that of the ring line of the bin ring to the cooling channels of the Guide the thrust nozzle or combustion chimney wall. Through this Measure is achieved that with plastic. Deformation of the copper ring flange, especially in the edge zones or ends of the T-profile, there is no risk of closure ßung the cooling channels exists.
solle« «sch £is#s Ksif^ss iierkaal der Neu rung die durch die Verbindtsigskanäle in zwei axial hintereinanderliegende Abschnitte unterteilten KonusflMehen des Düsenrandes bzw. des Einlaufringes jeweils in einer einzigen Kegelmantelfläche liegen. Daraus ergeben sich die Vorteile größerer Passungstoleranzen und damit vereinfacliter Herstellung.should «« sch £ is # s Ksif ^ ss iierkaal the new tion through the connecting channels in two axially one behind the other Sections subdivided cones of the nozzle edge or the inlet ring each in one single surface of the cone. This results in the advantages of larger fit tolerances and thus simplified Manufacturing.
Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:An embodiment of the innovation is in the drawing shown. Show it:
Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Raketenschubäüse mit der vorgeschlagenen Vorrichtung zur Verbindung des Kühlmitteleinlaufringes mit derFigure 1 is a longitudinal section through a Raketenschubäüse with the proposed device for connecting the coolant inlet ring with the
Düsenwand, undNozzle wall, and
Figur 2 eine Ansicht der Vorrichtung entsprechend Pfeil A in Figur 1.Figure 2 is a view of the device according to the arrow A in Figure 1.
Die in Figur 1 gezeigte Schubdüsenwand 1 ist an ihrem Mnteren Ende als ein im Querschnitt T-förmger, konischer Ringflansch 2 ausgebildet, der mit seinem einen Ende Ja. in einer Ringnut 4 eines ebenfalls konischen Einlaufringes gehalten ist. 6 bezeichnet den Künlmittelkanal im Einlaufring 5. Ein Gegenhaltering 7 ist mittels im Einlaufring eingeschraubter Stehbolzen 8 und Muttern 9 Mit dem Einlauf-The thrust nozzle wall 1 shown in Figure 1 is designed at its Mnteren end as a cross-sectionally T-shaped, conical annular flange 2, which with its one end Yes. is held in an annular groove 4 of a likewise conical inlet ring. 6 denotes the Künlmittelkanal in the inlet ring 5. A counter-retaining ring 7 is secured by means of stud bolts 8 and nuts 9 screwed into the inlet ring.
ring 5 versehraubt. Mittels eines pratzenartigen Bundes 10 greift der Gegenhaltering 7 über das andere Ende yb des T—försiigen Ringflansches 2 und preßt so die Konusfiäehen 11a des Einlaufringes f> und lib des Rlngflanseiies 2 auf— einander. Das aiaren den Ringkanal 6 zuströmende Eiblnättel wird über die Bonriingen 12a "und 12b, die etwa in der Mitte des RingTlanscnes 2 angeordnet sind., den "KTjiftl TranSi =»r* la der Düsenwand zugeführt.ring 5 screwed up. By means of a claw-like collar 10, the counter-retaining ring 7 engages over the other end yb of the T-shaped annular flange 2 and thus presses the conical surfaces 11a of the inlet ring f> and lib of the annular flange 2 onto one another. The Eiblnättel flowing into the ring channel 6 is fed to the nozzle wall via the bon rings 12a ″ and 12b, which are arranged approximately in the middle of the ring area 2.
Aus Figur 2 ist die Anordnung und die Vielzahl der Sebraub-Q verbindungen 8*9 zwiscnen Einlaufring 5 und Gegennalterxng 7 zu ersehen.From Figure 2 is the arrangement and the variety of Sebraub-Q Connections 8 * 9 between inlet ring 5 and counter age 7 to be seen.
Bei sehr starkem Anziehen der Sehraubverbindungen 8,9 über die ELießgrenze des Kupfers hinaus wird der aus Kupfer bestehende T-förmige Ringflansch 2 der Düse in die Ringnut ^ und in die zwischen Bund 10 und Einlauf ring 5 gebildete Nut bis zur plastischen Verformung des Kupfers hinaus gepreßt , so daß keine Gefahr für ein Nachlassen der Dichtwirkung besteht«With very strong tightening of the very dust connections 8,9 beyond the flow limit of the copper, the T-shaped annular flange 2 of the nozzle made of copper is inserted into the annular groove ^ and into the groove formed between the collar 10 and the inlet ring 5 until the copper is plastically deformed pressed, so that there is no risk of a decrease in the sealing effect "
= Sehut-s-ansprüohe -= Sehut-s-claims -
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