DE838710C - Verfahren und Vorrichtung zum Innenbearbeiten eines Werkstueckes mit einer geraden, zylindrischen Bohrung zwecks Herstellung einer fuer UEberschall-Stroemung geeigneten Duese und nach diesem Verfahren hergestellte Duese - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Innenbearbeiten eines Werkstückes mit einer geraden, zylindrischen Bohrung zwecks Herstellung einer für Uberschall-Strömung geeigneten Düse und nach diesem Verfahren hergestellte Düse Die Erfindung bezie'lit sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Innenbearbeiten eines Werkstückes mit einer geraden zylindrischen Bohrung zwecks Herstellung einer für Überschall-Strömung geeigneten I)iise.
• Wenn man durch eine Düse mit zylindrischer Bohrung einen gasförmigen Strahl hindurchleitet, der ein Schleifmittel in Forin von Sandkörnern mitführt, wie es z. B. bei einer Sandstrahlvorrichtung geschieht, stellt man in der Ausschleifung der Bohrung örtliche Abnutzungsunterschiede fest. Die Abnutzung ist an der Eingangsseite gering, nimmt bis zu einem Minimum ab und danach erheblieh zu, wobei die Zunahme sich nach der Aus= gangsseite allmählich verringert, aber nac'h'her wieder größer wird, so daß ein wellenförmiges inneres Profil entsteht.
• Falls man den auf diese Weise erhaltenen Hofhlkörper an der Stelle durchschneidet, bei welcher der Durchmesser der Höhlung, von der Einströmungsseite gesehen, den ersten Maximalwert erreicht, erhält man eine Düse, bei der das Profil an der Ausströmungsseite parallel zur Achse gerichtet ist und das nach der Einströmungsseite über einen konvex abgerundeten Teil zu einem Minimaldurchmesser übergeht, wobei der minimale Durchmesser nur etwas größer ist als der der ursprünglichen Bohrung.
• Mit einem derartigen konkaven Düsenprofil erreicht man, daß das durchströmende Medium, das in dem maximalen Durchmesser eine maximale Geschwindigkeit besitzt, an dieser Stelle mit parallelen Stromlinien austritt, so daß die beim Austreten entstehenden Stöße zu einem Minimum reduziert werden.
• Gemäß der Erfindung wird eine derartige Düse dadurch 'hergestellt, daß man ein gasförmiges Medium, das mit einem Schleifmittel versehen ist, unter Druck durch die Bdhrung des Werkstückes hindurchleitet, wobei gleichzeitig ein kurzer konvergierender Unterschallteil und ein divergierender Überschallteil ausgeschliffen wurden. Die Bearbeitung wird weitergeführt, bis ein Düsenprofil erhalten ist, bei dem der halbe Scheitelwinkel des Berührungskegels an dem divergierenden Überschallteil, an der Stelle des kleinsten oder Einsehnürungsdurchmessers, einen Wert vors io bis 15° besitzt, wobei dieser Winkel nach der Ausströmungsseite zu kontinuierlich bis zu einem Wert von ungefähr o° an der Stelle des größten oder Jlusströmungsdurchmessers abnimmt.
• Das gemäß der Erfindung hergestellte Profil führt zu kürzeren als bisher üblichen Düsen. Man kann nach einer Reihe von systematischen Versuchen den Durchmesser und die Länge der für einen bestimmten Fall zu erhaltenden Düse vorher feststellen.
• Weiter ist gemäß der Erfindung die Vorrichtung, womit dieses Verfahren ausgeübt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Werkstück von der gewünschten Düsenlänge mit einem damit aus einem Stück hergestellten Ansclilußstutzen und aus einem Hilfskörper besteht, der mittels dieses Anschlußstutzens koaxial an dem Werkstück befestigt werden kann, wobei Werkstück, Ansc'hlußstutzen und Hilfskörper mit einer durchgehenden axialen Bohrung versehen sind, deren Durchmesser etwas kleiner ist als der gewünschte Einschnürungsdurchmesser der herzustellenden Düse. Der Anschlußstutzen hat an der Stelle, an der dieser in den Werkstückkörper übergeht, einen Außendurchmesser, der gleich dem Ausströmungsdurchmesser der fertiggestellten Düse ist, so daß in dem Augenblick, wodurch das Ausschleifen das richtige innere Diisenprofil erreicht ist, der Hilfskörper zusammen mit dem Rest des Anschlußstutzens herunterfällt.
• Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen erläutert.
• Abb. i zeigt ein Ausgangswerkstück für eine Strahldüse, die gemäß der Erfindung bearbeitet werden soll; Abb.2 zeigt dasselbe Ausgangswerkstück, das für die Bearbeitung fertiggestellt worden ist; Abb. 3 zeigt die fertige Düse, nachdem die innere Profilbearbeitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beendet ist. Nachdem die Hauptanmessungen der herzustellenden Düse festgestellt sind, wird von einem entsprechenden Körper A (Abb. i) ausgegangen, der aus einem Zylinder i besteht, welcher an den Enden AnschlußStütZen 2 und 3 trägt, die mit Schraubengewinde versehen sind.
• Der Anschlußstutzen 2 dient zur Befestigung des Werksdickes an der Druckleitung einer Sandstrahlvorrichtung. Dieser Stutzen 2 kann auch durch eine andere geeignete Befestigungseinrichtung ersetzt werden.
• Der Anschlußstutzen 3 ist derart dimensioniert, daß der seines Schraubengewindes dem Durchmesser der Ausströmungsöffnung dien fertiggestellten Düse entspricht. Auf den Gewindestutzen 3 wird ein Hilfskörper B geschraubt. Das Werkstück A sowie der Hilfskörper B und die AnschlußStUtZen 2 und 3 sind mit einer durchgehenden Bohrung 4 versehen, die einen Durchmesserbesitzt, der etwas kleiner ist als derjenige der Einschnürung der fertigen Düse.
• Der Sand-Luft-Strahl, der durch die Bohrung 4 des Systems AB strömt, schleift diese Bohrung aus, bis der Innendurchmesser. an der Übergangsstelle zwischen Werkstück A und Anschlußstutzen 3 gleich dem Kerndurchmesser des Schraubengewindes dieses Stutzens ist.
• In diesem Augenblick fällt der Hilfskörper B herunter, und die Sandstrahlvorrichtung wird abgeschaltet. Das Werkstück,4 ist dann ausgehöhlt und mit dem gewünschten Profil 5 versehen. Dieses Profils ist derartig, daß der halbe Scheitelwinkel des Berührungskegels an dem divergiereniden Teil an dieser Stelle des Einschnürungsdurchmessers einen Wert von io bis 15° hat (Abb. 3).
• Mit diesem Verfahren kann man in verhältnismäßig kurzer Zeit auf einfache Weise eine Düse ausschleifen, die z. B. aus einem sehr harten Metall besteht, wie es im Hinblick auf die auftretenden hohen Temperaturen' bei einer Düse eines Dampfinjektors notwendig ist.
• Der Zeitpunkt, in dem die Bearbeitung beendet werden muß, wird automatisch durch das Herunterfallen des Hilfskörpers B angegeben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Innenbearbeiten eines Werkstückes mit einer geraden zylindrischen Bohrung zwecks Herstellung einer für Überschall-Strömung geeigneten Düse, dadurch gekennzeichnet, @daß ein gasförmiges, mit einem Schleifmittel versehenes Medium unter Druck durch die Bohrung in einem Werkstück geführt wird, wodurch ein kurzer konvergierender Unterschallteil und ein divergierender Überschallteil gleichzeitig ausgeschliffen werden, wobei die Bearbeitung so lange fortgesetzt wird, bis sich ein Düsenprofil ergibt, bei dem der halbe Scheitelwinkel des Berührungskegels an dem divergierenden Überschallteil an dieser Stelle des kleinsten oder Ein.schnürungsdurchmessers einen Wert von io bis T5° besitzt, wobei dieser Winkel nach der Ausströmungsseite zu kontinuierlich bis zu einem Wert von ungefähr o° an der Stelle des größten oder Ausströmungsdurchmessers abnimmt. z. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein Werkstück (A) %-on der gewünschten Düsenlänge mit einem damit aus einem Stück hergestellten Anschlußstutzen (3) und durch einen Hilfskörper (ß), der mittels dieses Anschlußstutzens (3) koaxial an dem Werkstück (A) befestigt werden kann, wobei Wer'kstüc'k (A), Anschlußstutzen (3) und Hilfskörper (B) mit einer durchgehenden axialen Bohrung versehen sind, deren Durchmesser etwas kleiner ist als der gewünschte Einschnürungsdurchmesser der herzustellenden Düse, und wobei der Ansc'hlußstutzen an der Stelle, wo dieser in den Werkstüc'kkörper übengeht, einen Außendurchmesser hat, der gleich dem Ausströmungsdurchmesser der fertiggestellten Düse ist, so daß in dem Augenblick, wo durch das Ausschleifen das richtige innere Düsenprofil erhalten ist, der Hilfskörper zusammen mit dem Rest des Ansc'hlußstutzens herunterfällt. 3. Nach Anspruch i hergestellte Düse.