JP2001521827A - 二重曲面および変化する厚さを有する金属シート製回転対称体の製造方法 - Google Patents
二重曲面および変化する厚さを有する金属シート製回転対称体の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、二重曲面を有し、厚さの変化するシート状金属の回転対称体、特にロケットノズルの製造方法に関するものであり、多数のシート状金属部ブランクを平坦な状態で部分的に円形のリング形状に切断し、そこから前記ブランクを所望の曲率に曲げ加工し、最終的な加工を行う製品ブランクを形成するために互いに溶接する。本発明によれば、この製品ブランクを、異なる厚さを有する多数の帯型のシート状金属材を、平坦な状態で、基本的に製品またはノズルの全体長さと一致させるように、かつ、一つの金属材から他の金属材に向かって厚さが段階的に減少するように、これら金属材の直線状の縁部に沿って並べて互いに溶接し、その後この金属板を部分的に円形のリング状をなすノズル部ブランクの形状に切断し、さらに前記ノズル部ブランクを、当該ノズルの対称軸線に対して曲げ加工し、しかる後前記ノズル部ブランクを、隣接する直線部であり、かつ平行でない部分に沿って溶接して製品の最終形状を形成し、必要に応じて仕上げ加工を行う。
Description
【０００１】 本発明は、二重曲面形状および変化する厚さを有する、シート状金属の回転対
称体、特にロケットノズルのように円錐型もしくはベル型を有し、多数のシート
状金属ブランクを平坦な状態で、部分的に円形のリング形状に切断し、このよう
に切断した前記シート状金属ブランクを、意図する対称軸線に対して所望の曲率
で曲げ加工し、かつ、これらを相互に溶接して仕上げ加工を行うための製品ブラ
ンクを形成する方法に関するものである。
称体、特にロケットノズルのように円錐型もしくはベル型を有し、多数のシート
状金属ブランクを平坦な状態で、部分的に円形のリング形状に切断し、このよう
に切断した前記シート状金属ブランクを、意図する対称軸線に対して所望の曲率
で曲げ加工し、かつ、これらを相互に溶接して仕上げ加工を行うための製品ブラ
ンクを形成する方法に関するものである。
【０００２】 ロケットノズルの目的は、ガス流を膨張させ、かつ高い速度へと加速し、それ
によってロケットの推進力を得ることにある。
によってロケットの推進力を得ることにある。
【０００３】 ロケットノズルにはまた、冷却がなされなければならないが、これは三種類の
方法、すなわち再生冷却、放射冷却、あるいはノズルの加熱される側の壁を熱防
護性の材料で覆うことによって可能である。放射冷却型のノズルにおいては、壁
は単層構造からなる。こうした円錐形またはベル形で材料の厚さを変化させた、
放射冷却型ノズル、または熱防護材を設けたノズルは、これまで、厚さが例えば
4mmの板材より、平板の状態で多数の小片に切断し、次いでこれらを所望の製品 の対称軸線に対して所望の曲率に曲げ加工し、さらにこれら小片を閉じたリング
状に組み立て、また必要に応じて二重曲面型を得るための整形を行うことにより
製造されていた。異なる材料厚さを有する複数の類似形状のリングが製造され、
最終的に、所望の手順で製品の長手方向に組み立てられる。
方法、すなわち再生冷却、放射冷却、あるいはノズルの加熱される側の壁を熱防
護性の材料で覆うことによって可能である。放射冷却型のノズルにおいては、壁
は単層構造からなる。こうした円錐形またはベル形で材料の厚さを変化させた、
放射冷却型ノズル、または熱防護材を設けたノズルは、これまで、厚さが例えば
4mmの板材より、平板の状態で多数の小片に切断し、次いでこれらを所望の製品 の対称軸線に対して所望の曲率に曲げ加工し、さらにこれら小片を閉じたリング
状に組み立て、また必要に応じて二重曲面型を得るための整形を行うことにより
製造されていた。異なる材料厚さを有する複数の類似形状のリングが製造され、
最終的に、所望の手順で製品の長手方向に組み立てられる。
【０００４】 こうしたロケットノズルの製造方法には多数の問題点がある。したがって、最
初の、小片に切断する工程には、接合する位置における完全な取り付けを得るた
めの非常に高い精度が必要とされる。異なるリングを互いに接合するためには、
リングおよびノズルのそれぞれの大きさに個々に適合させた、複雑な加工機器お
よび制御装置が必要である。
初の、小片に切断する工程には、接合する位置における完全な取り付けを得るた
めの非常に高い精度が必要とされる。異なるリングを互いに接合するためには、
リングおよびノズルのそれぞれの大きさに個々に適合させた、複雑な加工機器お
よび制御装置が必要である。
【０００５】 多くの場合、こうしたノズルは、最小断面部から最大断面部へと厚さを減少さ
せるように形成する。これは、ノズルの内側および外側に加わる圧力および他の
応力に耐えられるように、ノズルにより高い強度を与え、かつ、それによって重
量を所望値よりも軽くするためである。これを得るために、前記小片またはリン
グは加工され、望ましくは、材料の厚さの段階的な変化を得るべくチップが除去
される。この工程は時間を要し、コスト高にもなる。
せるように形成する。これは、ノズルの内側および外側に加わる圧力および他の
応力に耐えられるように、ノズルにより高い強度を与え、かつ、それによって重
量を所望値よりも軽くするためである。これを得るために、前記小片またはリン
グは加工され、望ましくは、材料の厚さの段階的な変化を得るべくチップが除去
される。この工程は時間を要し、コスト高にもなる。
【０００６】 本発明の目的は、上述した問題点を取り除き、より簡易な作業で材料の損失も
より少なく、かつチップの除去をも避けることのできる製造方法を達成すること
にある。
より少なく、かつチップの除去をも避けることのできる製造方法を達成すること
にある。
【０００７】 本発明によれば、この目的は、シート状金属ブランクを、異なる厚さを有する
多数の帯型のシート状金属材を、平坦な状態で、基本的に製品またはノズルの全
体長さと一致させるように、かつ、一つの金属材から他の金属材に向かって厚さ
が段階的に減少するように、これら金属材の直線状の縁部に沿って並べて互いに
溶接し、その後この金属板を部分的に円形のリング状をなすノズル部ブランクの
形状に切断し、さらに前記ノズル部ブランクを、当該ノズルの対称軸線に対して
曲げ加工し、しかる後前記ノズル部ブランクを、隣接する直線部であり、かつ平
行でない部分に沿って溶接して製品の最終形状を形成し、必要に応じて仕上げ加
工を行うことにより達成される。
多数の帯型のシート状金属材を、平坦な状態で、基本的に製品またはノズルの全
体長さと一致させるように、かつ、一つの金属材から他の金属材に向かって厚さ
が段階的に減少するように、これら金属材の直線状の縁部に沿って並べて互いに
溶接し、その後この金属板を部分的に円形のリング状をなすノズル部ブランクの
形状に切断し、さらに前記ノズル部ブランクを、当該ノズルの対称軸線に対して
曲げ加工し、しかる後前記ノズル部ブランクを、隣接する直線部であり、かつ平
行でない部分に沿って溶接して製品の最終形状を形成し、必要に応じて仕上げ加
工を行うことにより達成される。
【０００８】 本発明の非限定的な例を添付図面を参照してここで説明する。図面は、本発明
に係るロケットノズル製造の簡単なフローチャートである。
に係るロケットノズル製造の簡単なフローチャートである。
【０００９】 本発明によれば、厚さの異なる多数（図示の例では４枚）の帯型のシート状金
属材を、平坦な状態で、それらの直線状の縁部に沿って互いに並べて溶接して複
合シート状金属板を形成する。この金属板は、基本的にその幅が製品またはノズ
ルの全体長さとほぼ一致し、材料の厚さが、一つの材料から他の材料へと、例え
ば４mmから1.5mmへと段階的に減少している。次いでこのシート状金属板を、例 えばレーザによって、部分的に円形をなすリング状の形状を有するノズル部ブラ
ンクの形状に切断する。ノズル部ブランクは、仕上げ後のノズルが、より小さい
断面積を有する部分が材料の最大厚さを有するように、決められた手順で切断さ
れる。その後ノズル部ブランクは製品の軸対称性に関して曲げ加工され、そして
必要な数のノズル部ブランク（図示の例では４個）が、その直線状をなし、かつ
、平行でない側部に沿って（仕上げ後のノズル形状の母線に沿って）互いに溶接
され、しかる後、必要に応じて、ロケットノズルのベル形状を得るために、ブラ
ンクは所望の仕上げ加工を行うことができる。
属材を、平坦な状態で、それらの直線状の縁部に沿って互いに並べて溶接して複
合シート状金属板を形成する。この金属板は、基本的にその幅が製品またはノズ
ルの全体長さとほぼ一致し、材料の厚さが、一つの材料から他の材料へと、例え
ば４mmから1.5mmへと段階的に減少している。次いでこのシート状金属板を、例 えばレーザによって、部分的に円形をなすリング状の形状を有するノズル部ブラ
ンクの形状に切断する。ノズル部ブランクは、仕上げ後のノズルが、より小さい
断面積を有する部分が材料の最大厚さを有するように、決められた手順で切断さ
れる。その後ノズル部ブランクは製品の軸対称性に関して曲げ加工され、そして
必要な数のノズル部ブランク（図示の例では４個）が、その直線状をなし、かつ
、平行でない側部に沿って（仕上げ後のノズル形状の母線に沿って）互いに溶接
され、しかる後、必要に応じて、ロケットノズルのベル形状を得るために、ブラ
ンクは所望の仕上げ加工を行うことができる。
【００１０】 しかしながら、溶接による帯型のシート状金属材の接合が、仕上げ後のベル形
ロケットノズルが滑らかな内面を有するように行われることに注意されたい。
ロケットノズルが滑らかな内面を有するように行われることに注意されたい。
【００１１】 本発明によれば、高さが約700〜2500mmで、出口部の直径が約2500mmまでのロ ケットノズルを製造することが可能である。
【００１２】 本発明による方法は、複雑な加工機器を必要としない。なぜならば、厚さの異
なる帯型のシート状金属材相互の溶接が、金属材が平坦な状態で行われ、ノズル
部ブランクが、製品の母線方向に溶接されるものであり、複雑な案内手段を必要
とする円弧方向に沿って溶接されるものではないからである。
なる帯型のシート状金属材相互の溶接が、金属材が平坦な状態で行われ、ノズル
部ブランクが、製品の母線方向に溶接されるものであり、複雑な案内手段を必要
とする円弧方向に沿って溶接されるものではないからである。
【００１３】 本発明による方法は、ロケットノズル以外の製品、例えば液体または気体用の
タンクや、船舶の船体のバルブ部などの製造も可能である。
タンクや、船舶の船体のバルブ部などの製造も可能である。
【図１】 本発明によるロケットノズルの製造工程を示すものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 二重曲面形状および変化する厚さを有する回転対称型のシート状
金属製品、特にロケットノズルのように円錐型もしくはベル型を有し、多数のシ
ート状金属ブランクを平坦な状態で、部分的に円形のリング形状に切断し、この
ように切断した前記シート状金属ブランクを、意図する対称軸線に対して所望の
曲率で曲げ加工し、かつ、これらを相互に溶接して仕上げ加工を行うための製品
ブランクを形成する方法であって、 前記シート状金属ブランクを、異なる厚さを有する多数の帯型のシート状金属
材を、平坦な状態で、基本的に製品またはノズルの全体長さと一致させるように
、かつ、一つの金属材から他の金属材に向かって厚さが段階的に減少するように
、これら金属材の直線状の縁部に沿って並べて互いに溶接し、その後この金属板
を部分的に円形のリング状をなすノズル部ブランクの形状に切断し、さらに前記
ノズル部ブランクを、当該ノズルの対称軸線に対して曲げ加工し、しかる後前記
ノズル部ブランクを、隣接する直線部であり、かつ平行でない部分に沿って溶接
して製品の最終形状を形成し、必要に応じて仕上げ加工を行うことを特徴とする
、二重曲面および変化する厚さを有する金属シート製回転対称体の製造方法。
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/SE1997/001818 WO1999022903A1 (en) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | A method for producing rotational-symmetrical articles of sheet metal with double curved surface and varying thickness of material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001521827A true JP2001521827A (ja) | 2001-11-13 |
| JP4044730B2 JP4044730B2 (ja) | 2008-02-06 |
Family
ID=20406955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000518812A Expired - Fee Related JP4044730B2 (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 二重曲面および変化する厚さを有する金属シート製回転対称体の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1034063B1 (ja) |
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| US7121806B2 (en) | 2003-12-19 | 2006-10-17 | Dresser-Rand Company | Welding method and an assembly formed thereby |
| CN102059514B (zh) * | 2010-11-24 | 2012-05-23 | 安徽富煌钢构股份有限公司 | 小曲率小角度弯管的加工方法 |
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| RU2500515C2 (ru) * | 2011-06-07 | 2013-12-10 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Листовая сварная заготовка для штамповки деталей кузова автомобиля |
| RU2536653C1 (ru) * | 2013-06-19 | 2014-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") | Способ изготовления сопла жидкостного ракетного двигателя оживальной формы (варианты) |
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| DE102017106758A1 (de) * | 2017-03-15 | 2018-09-20 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Schubkammervorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Schubkammervorrichtung |
| CN110653569B (zh) * | 2019-09-30 | 2021-03-30 | 湖北三江航天江北机械工程有限公司 | 液体火箭发动机燃烧室成形方法 |
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| SU1026907A1 (ru) | 1982-03-18 | 1983-07-07 | Всесоюзный Государственный Проектно-Конструкторский Институт "Гипромонтажиндустрия" | Способ изготовлени заготовок днища и кровли |
| US5221045A (en) | 1991-09-23 | 1993-06-22 | The Babcock & Wilcox Company | Bulge formed cooling channels with a variable lead helix on a hollow body of revolution |
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1997
- 1997-10-30 DE DE69717871T patent/DE69717871T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-10-30 EP EP97948050A patent/EP1034063B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-10-30 WO PCT/SE1997/001818 patent/WO1999022903A1/en active IP Right Grant
- 1997-10-30 US US09/142,665 patent/US6279812B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-30 JP JP2000518812A patent/JP4044730B2/ja not_active Expired - Fee Related
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