DE949726C - Kraftgas erzeugende Ladung - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 27. SEPTEMBER 1956

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Die Erfindung bezieht sich auf verbesserte Ladungen für die Erzeugung von Kraftgasen zum Antreiben von mechanischen Vorrichtungen, wobei ein mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit fließender Strom von Gasen während der Zeit, in der sie wirksam sind, sich entspannt und beispielsweise dazu dient, eine Maschinenstarteranlage in Betrieb zu setzen, bei der die Gase auf die Flügel einer Turbine treffen. Die Erfindung bezieht sich auch auf Patronen, welche die verbesserten Ladungen enthalten. Die Erfindung ist besonders anwendbar, wenn es erwünscht ist, daß die Erzeugung des gesamten Gasstromes, der durch die Kraftgaserzeugungsladung aus der Patrone gebildet wird, nicht mehr als eine geringe Anzahl von Sekunden dauert.

Bei Patronen zur Betätigung von mechanischen Vorrichtungen der beschriebenen Art besteht die Ladung üblicherweise im wesentlichen aus einem massiven Körper, der aus einer im wesentlichen ao aschelos verbrennenden kolloidalen Nitrocellulosestoffzusammensetzung ausgepreßt ist, die in sich selbst abbrennt und die ohne Anwendung eines flüchtigen Lösungsmittels hergestellt ist, wobei diese

Masse gewöhnlich Nitroglycerin und Hemmittel von organischer Natur enthält. Die die Ladung enthaltende Patrone und die Zündmittel für die Stoffzusammensetzung werden in einem Verschluß abgebrannt, der an der entsprechenden mechanischen Vorrichtung vorgesehen ist.

Kolloidale Nitrocellulosestoffzusammensetzungen brennen nur bei Drucken befriedigend ab, welche wesentlich höher sind als diejenigen, mit denen die ίο mechanischen Vorrichtungen der beschriebenen Art gewöhnlich betrieben werden, und demgemäß ist es im allgemeinen üblich, in der Vorrichtung ein Druckregelventil vorzusehen, durch das die aus der Patrone eintretenden Gase hindurchgehen. Selbst wenn ein derartiges Ventil vorgesehen ist, ist es für die wirtschaftlichste Arbeitsweise der mechanischen Vorrichtung wünschenswert, daß der in dem Verbrennungsraum auf der Hochdruckseite des Ventils entwickelte Druck schnell auf einen ao Arbeitsdruck ansteigt und auf diesem stehenbleibt, so daß die Ladung in befriedigender Weise abbrennt. Dieser Arbeitsdruck auf der Hochdruckseite des Ventils kann ein solcher sein, wie er für den Betrieb der entsprechenden mechanischen Vorrichtung vorgeschrieben ist.

Zweck der Erfindung ist nunmehr, eine Ladung vorzuschlagen, welche eine konstante Abbrennoberfläche für mindestens einen wesentlichen Teil der Abbrennzeit besitzt.

Eine ringförmige Ladung aus einer Nitrocellulosestoffzusammensetzung, die geeignet ist, ihre eigene Verbrennung unter einem gewünschten Druck zu unterhalten, besitzt, wenn sie dagegen geschützt wird, an ihrer äußeren Oberfläche abzubrennen, eine längere Abbrennzeit im Vergleich zu einer ungeschützten Ladung, die aus einem mit mehreren Bohrungen versehenen Zylinder besteht, obwohl diese beiden Ladungen eine größer werdende Abbrennoberfläche besitzen gegenüber einer kleiner werdenden Abbrennoberfläche einer nicht geschützten ringförmigen Ladung.

Es ist nun erkannt worden, daß durch die Einführung einer Ausgleichladung, welche eine kleiner werdende Abbrennoberfläche besitzt, es möglich ist, die größer werdende Abbrennoberfläche einer geschützten ringförmigen Ladung auszugleichen und so eine zusammengesetzte Ladung zu schaffen, welche eine konstante Abbrennoberfläche für mindestens einen wesentlichen Teil ihrer Abbrennzeit besitzt.

Die Erfindung betrifft nunmehr eine Kraftgas erzeugende Ladung von größerer Länge als Durchmesser, welche beim Abbrennen für den größten Teil ihrer Abbrennzeit einen konstanten Druck entwickelt. Das Neue der Erfindung besteht darin, daß die Ladung aus mehreren Formstücken besteht, die derart beschaffen sind, daß die der Abbrennung dienende Oberfläche während fast des ganzen Abbrennvorganges konstant ist. Die Formstücke bestehen hierbei aus einem zylindrischen Hohlkörper, dessen Außenseite gegen ein Abbrennen geschützt ist, und mindestens einem zylindrischen Kernstück. Diese Formstücke, d. h. der zylindrische Hohlkörper und der oder die zylindrischen Kernstücke, sind aus einer bei bestimmtem Druck in sich selbst abbrennenden Nitrocellulosemasse zusammengesetzt. Die Herstellung dieser Formstücke erfolgt zweckmäßigerweise derart, daß die entsprechende Nitrocellulosestoffzusammensetzung ausgepreßt und dann in entsprechende Längen zerschnitten wird. Die Zusammensetzung des zylindrischen Hohlkörpers und der Kernstücke kann die gleiche sein und aus einer schneller oder langsamer abbrennenden kolloidalen Nitrocellulosestoffzusammensetzung bestehen. Die Zeit der Verbrennung dieser Formstücke hängt von dem Durchmesser und der Art ihrer Zusammensetzung ab.

Die die Ausgleichladung oder -ladungen darstellenden Formstücke befinden sich an der ringförmigen Endoberfläche der zylinderförmigen Ladung, und sie sind gegebenenfalls an dieser durch Ankleben fest angebracht. Die andere ringförmige Endfläche des zylindrischen Abbrennteiles liegt frei, so daß diese bei der Zündung abbrennen kann. Der zur Verbindung der Kernstücke an dem zylindrischen Formstück durch Ankleben verwendete Klebstoff besteht zweckmäßig aus einer entsprechendenLösung der Nitrocellulosestoffzusammensetzung in einem geeigneten Lösungsmittel.

Der Schutz der äußeren Zylinderfläche des zylindrischen Formstücks gegen Abbrennen erfolgt beispielsweise durch eine sich überlappende schraubenlinienförmig angebrachte Aufwicklung aus Isolier band. Es können selbstverständlich für diesen Zweck auch entsprechende Wickelbänder aus Celluloseacetat oder anderen Kunststoffen angewandt werden. Es kann auch eine Hülle aus einem weichen gummiartigen Material über die zu schützende Oberfläche gestülpt werden. Hierbei ist darauf zu achten, daß durch diese Umwicklung oder die Hülle eine genügende dauernde Haftung an der äußeren Zylinderoberfläche stattfindet und die Umhüllung eine genügende Stärke besitzt, so daß die Hülle wirksam verhindert, daß die äußere zylindrische Oberfläche des hohlzylindrischen Teils der Ladung während der Abbrennzeit derselben entzündet wird. Gegebenenfalls kann auch in diesem Fall ein Klebstoff angewandt werden, um zu bewirken, daß eine sichere Haftung der Umhüllung herbeigeführt wird.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Kraftgas erzeugenden Ladung gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι einen Axialschnitt durch eine Patrone oder Kartusche mit der Ladung gemäß der Erfindung und

Fig. 2 einen Schnitt auf der Linie A-A der Fig. 1 in Richtung der Pieile gesehen.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, besteht die Patronenoder Kartuschenhülse aus einem verhältnismäßig iao starken Boden 1, der einen Randflansch besitzt, und aus einer etwa nach oben hin in der Stärke abnehmenden zylindrischen Wandung 2. Diese Hülse ist zweckmäßig aus Messing hergestellt.

Der Bodenflansch ermöglicht das Halten der Patrone in einem Verschluß einer Starteranlage, bei

der die aus der Patrone erzeugten Gase auf die Flügel einer Turbine treffen, wobei zwischen dem Verschluß und der Turbinenkammer zweckmäßig ein Druckregelventil vorgesehen ist. An der Innenseite des Bodens der Patronenhülse ist ein Zündergehäuse 3 eingepreßt, das einen elektrischen Zünder 4 enthält, der mit feinkörnigem Schwarzpulver gefüllt ist, welches durch eine dünne abbrennbare Scheibe io an seiner Stelle gehalten wird. Ein ringförmiger Teil 7 einer aus Formstücken zusammengesetzten Ladung besteht aus einer im wesentlichen aschefrei abbrennenden Masse, die hauptsächlich aus Nitrocellulose und Nitroglycerin mit kleinen Anteilen an Dibutylphthalat, Diäthyldip'henylharnstoff, Vaseline und Kaliumnitrat besteht. Diese ringförmige Ladung besitzt eine wesentlich größere Länge als ringförmige Stärke, und sie ist mit einer an ihr haftenden Umhüllung 8 aus Isolierband od. dgl. versehen, das in schraubenlinienförmigen Windungen überlappend an der äußeren zylindrischen Oberfläche angebracht ist und die ein Abbrennen der Ladung an der äußeren Zylinderfläche verhindert. An der unteren Fläche des ringförmigen Teiles 7 sind vier Vollzylinder oder Kernstücke 9 angeklebt, die sämtlich die gleiche Länge besitzen und die aus einer Masse ausgepreßt sind, welche die gleiche Zusammensetzung wie der ringförmige Teil 7 der Ladung besitzt. Das Verhältnis der Stärke des Ringes der Ladung 7 zum Durchmesser der zylindrischen Teile 9, deren Anordnung am besten aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist derart, daß die zylindrischen Teile 9 so lange abbrennen, bis die Geschwindigkeit der Gaserzeugung aus der inneren Ringoberfläche und den Endoberflächen der Hauptladung nicht mehr größer wird. Die Länge jedes zylindrischen Teiles 9 ist größer als der Radius desselben und wird durch die Menge des zusätzlichen Gases bestimmt, das erforderlich ist, um die Anfangsgeschwindigkeit der Gaserzeugung aus den erwähnten Oberflächen bis auf eine Höhe zu steigern, die der maximalen Geschwindigkeit der Gaserzeugung aus diesem Teil der Ladung entspricht. Der Klebstoff, der dazu verwendet wird, die zylindrischen Teile 9 an dem ringförmigen Teil 7 anzukleben, besteht zweckmäßig aus einer Lösung der Ladungsmasse in einem flüchtigen Lösungsmittel, wie Aceton. Die Klebstoffschicht an sich ist in der Zeichnung nicht dargestellt.

Ein Musselinbeutel 6 enthält eine Zündladung aus Schwarzpulver, dessen Korn gröber ist als das des in dem Zünder 4 vorhandenen Schwarzpulvers. Dieser Beutel 6 ist an der Unterseite des ringförmigen Teiles 7 angeklebt, und zwar an den Zwischenräumen zwischen den zylindrischen Teilen 9.

An der Oberseite des ringförmigen Teiles 7 befindet sich ein Deckel 11 aus Celluloseacetat, Celluloid oder einem ähnlichen leicht zerstörbaren Material. Der im Innern der ringförmigen Ladung 7 befindliche zylindrische Raum 13 bildet einen axialen Zylinder, durch den die erzeugten Gase beim Abbrennen der Ladung austreten. Der Deckel 11 kann eingeschnitten oder in anderer Weise ort- j lieh geschwächt sein, um die Zerstörung desselben zu unterstützen. Der Rand des Gehäuses 2 ist bei 12 über den Deckel 11 nach innen umgebogen, so daß auf diese Weise die Patrone bzw. Kartusche geschlossen wird. Für gewöhnlich wird die Patrone bzw. Kartusche für den Transport durch Überstülpen, eines Deckels geschützt, der entfernt wird, bevor die Patrone in den Verschluß für den Gebrauch eingesetzt wird.

Wenn die Patrone in den Verschluß eingesetzt und dieser verschlossen worden ist, wird der elektrische Zünder gezündet, so daß das in dem Zünder 4 enthaltene Schwarzpulver abbrennt und die Scheibe 10 durchbrennt. Infolge der verschlossenen Unterbringung des Schwarzpulvers in dem Zünder wird dieses gezündet ausgestoßen, so· daß es gegen den Musselinbeutel 6 trifft und das in ihm enthaltene Schwarzpulver ebenfalls gezündet wird. Durch die Zündung dieser Schwarzpulverladung 6 erfolgt auch die Zündung der frei liegenden Oberflächen der Hauptladung in unmittelbarer Nachbarschaft der Zündladung 6, was eine Zündung der gesamten frei liegenden Oberflächen der Hauptladung zur Folge hat, wodurch auch der Deckel 11 durchgebrannt und zerstört wird.

Nachdem auf diese Weise der Deckel 11 zerstört worden ist, wird die Ladung in der Hülse durch die Umbördelung bei 12 und durch die Reibung der Umhüllung 8 gegen die Wandung 2 der Hülse zurückgehalten. Die abbrennende Oberfläche der Ladung besteht aus der inneren zylindrischen Oberfläche des Raumes 13, der vorderen Endoberfläche des Teiles 7 der Ladung, der Bodenoberfläche dieses Teiles der Ladung und den zylindrischen und rückwärtigen Endoberflächen der zylindrischen Teile 9 der Ladung. Wenn das Abbrennen fortschreitet, wird die Oberfläche des ringförmigen Teiles der Ladung größer, solange die Geschwindigkeit des Anwachsens der zylindrischen Oberfläche des ringförmigen Raumes 13 die Geschwindigkeit der Verringerung der vereinigten Endoberflächen überschreitet. Andererseits nehmen die zylindrischen Oberflächen der zylindrischen Teile 9 ab, so daß eine Ausgleichwirkung entsteht, wodurch die Abbrennoberfläche ausgeglichen wird, bis die zylindrischen Teile 9 abgebrannt sind.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kraftgas erzeugende Ladung von größerer Länge als Durchmesser, welche beim Abbrennen für den größten Teil ihrer Abbrennzeit einen konstanten Druck entwickelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung aus mehreren Formstücken besteht, die derart beschaffen sind, xao ,daß die der Abbrennung dienende Oberfläche während fast des ganzen Abbrennvorganges konstant ist.

2. Ladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstücke aus einem zylindrischen Hohlkörper, dessen Außenseite gegen

ein Abbrennen geschützt ist, und mindestens einem zylindrischen Kernstück bestehen, wobei die Formstücke aus bei bestimmtem Druck in sich selbst abbrennenden Nitrocellulosemassen zusammengesetzt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:' Deutsche Patentschriften Nr. 414560, 405749; britische Patentschriften Nr. 487400, 521890; canadische Patentschrift Nr. 394278; australische Patentschrift Nr. 105 578.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

® 509 699/93 3.56 (609 625 9.56)