DEI0007127MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmelduag: 13. April 1953 Bekanntgemacht am 17. Mai 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte, Kraftgas erzeugende Patrone, wie sie für die Betätigung einer Maschinenstartanlage benutzt wird, bei der die von der Ladung erzeugten Gase auf die Flügel der Starterturbine einwirken.

Moderne Startanlagen der erwähnten Art für Militärflugzeuge erfordern häufig eine Starterpatrone, welche neben einer aus einem Stück bestehenden zylindrischen, ringförmigen Ladung mit ίο frei liegenden inneren und äußeren zylindrischen Oberflächen und Endoberflächen, die eine wesentlich größere Länge als Stärke besitzt, aus einer hornartigen, im wesentlichen aschefrei in sich selbst abbrennenden Masse, welche auf kolloidaler Nitrocellulose aufgebaut ist, die Nitroglycerin und geeignete Kühl- und Stabilisiermittel enthält, auch noch Zündelemente enthält, die derart wirken, daß der Funke beispielsweise eines elektrisch betätigten Zünders auf die zylindrische, ringförmige Ladung durch eine kleine Ladung einer leicht zündbaren, losen, körnigen Zündmasse, wie Schwarzpulver, das in der Nähe des erwähnten Zünders angebracht ist und das sich in einem leicht zerstörbaren Behältej befindet, übertragen wird.

Da es in der Praxis nur möglich ist, die Niitrocellulosemassen, welche in sich selbst ohne äußere

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Sauerstoffzufuhr abbrennen, so herzustellen, daß sie befriedigend nur bei Drucken wirksam sind, die wesentlich höher liegen als der Arbeitsdruck der Turbine der Maschinenstartanlage, wird in der Maschiinenstartanlage zwischen der Ladung und der Turbinenkammer ein den Druck regelndes Steuerventil vorgesehen. Es ist wichtig, daß dieses Ventil sich nicht versetzt und daß die Flügel der Turbine nicht durch Teilchen aus der Gas erzeugenden Ladung, die aus unverbrannten oder unverbrennbaren Bestandteilen der Ladung bestehen und die unter Umständen ein gewisses Gewicht und gewisse Abmessungen besitzen können, beschädigt werden. Es ist weiterhin wichtig, daß dieses Ventil sich nicht durch die Vorwärtsbewegung der ringförmigen Ladung in irgendeiner Stufe während der Verbrennung versetzt.

Die Ausbildung einer Patrone der erwähnten Art, die insbesondere als Starter für Flugzeugmaschinen Verwendung findet, ist noch insofern schwierig, weil diese Patrone Vibrationen ausgesetzt werden und sie eine rauhe Behandlung erfahren. Solche Vibrationen und rauhe Behandlung führen leicht zu Beschädigungen des leicht zerstörbaren Behältars, und hierbei treten die erwähnten losen, körnigen Zündbestandteile auf.

Wenn Einlagen vorgesehen werden, die eine Ver-

. Schiebung der ringförmigen Ladung innerhalb einer Patrone der erwähnten Art für Maechiinenstartanlagen verhindern sollen, tritt insofern ein weiteres schwieriges Problem auf, weil diese Einlagen durch einfache Handgriffe und Arbeitsverrichtungen bei der Herstellung der Ladungen eingelegt werden müssen, und diese bilden eine weitere wesentliche Fehlerquelle insofern, als sie in das Drucksteuerventil oder in die Flügel der Maschinenstarterturbine gelangen können.

Gemäß der Erfindung wird nunmehr eine Patrone für eine Maschinenstarteranlage vorgeschlagen, welche aus einer festen Metallhülise besteht, die an ihrer Unterseite einen Zünder aufweist und eine zylindrische, ringförmige Hauptladung aus einer kolloidalen Nitroeellulosestoffzusammensetzung enthält, die in sich selbst abbrennt, und die frei Me- gende innere und äußere zylindrische Oberflächen und Endoberflächen aufweist und die noch eine Ladung aus einer körnigen Zündmasse enthält, die in einem leicht zerstörbaren Behälter von lockerem Aufbau enthalten ist, der sieh zwischen dem Zünder und' der Unterseite der Hauptladung befindet, und. das Neue der Erfindung wird darin gesehen, daß die Unterseite der erwähnten ringförmigen Hauptiadung 'vorspringende Füße aus in sich selbst abbrennender kolloidaler Nitrocellulosemasse aufweist, welche gegen die innere Oberfläche des Bodens des Ladungsgehäuses anliegen und so· eine Kammer für die eingeschlossene Zündmasse bilden und die derart in einem Abstand voneinander angeordnet sind, daß ein freier Flammendurchgang von der Unterseite zu den zylindrischen Oberflächen der Hauptladung geschaffen wird, wobei auf einem Teil der Länge dieser ringförmigen Xadung Vorsprünge aus in sich selbst abbrennender kolloidaler Nitrocellulosemasse vorgesehen sind, welche gegen die zylindrische Wandung des Ladungsgehäuses anliegen und die ebenfalls derart in einem Abstand voneinander angeordnet sind, daß ein freier Gasdurchgang entlang der äußeren Zylinderoberfläche geschaffen wird, wobei ein oberer Teil dieser ringförmigen Ladung innerhalb der Arme 70 eines nicht zerstörbaren Speichengliedes angeordnet ist, dessen äußerer Durchmesser etwa dem inneren Durchmesser des Ladungsgehäuses entspricht, und. wobei der obere Teil des Gehäuses so umgewendet oder umgebördelt ist, daß verhindert wird, daß das Speichenglied vorwärts bewegt wird und somit ein freier Gasdurchgang aus dem Behälter heraus geschaffen wird.

Die Füße oder Ansätze aus in sich selbst verbrennender kolloidaler Nitrocellulosemasse dringen von der Unterseite der erwähnten, zylindrischen, ringförmigen Hauptladung vor und verhindern so, daß diese' Hauptladung sich axial rückwärts gegen die innere Oberfläche des Bodens bewegt, wodurch die Zündladung gegen Beschädigung geschützt wird.

Das nicht zerstörbare Speichenglied verhindert, daß sich die ringförmige Hauptladung axial vorwärts bewegt, selbst wenn sie abbrennt.

Es ist wichtig, daß die Fläche dieses Speichen- go gliedes, welche mindestens teilweise gegen die Endoberfläche der Ringladung anliegt, derart ausgebildet ist, daß sie fest gegen mindestens einen Teil.der sich ergebenden Endfläche anliegt, welche während der Verbrennung der Ladung vorhanden ist.

Die Hauptladung ist gegen eine quer verlaufende Bewegung sowohl durch die Radialvorsprünge aus in sich selbst abbrennender kolloidaler Cellulosemasse und durch die Füße des Speichengliedes geschützt.

Diese Füße und Vorsprünge können aus einer Masse bestehen, welche beim Abbrennen ein Gas einer höheren Temperatur ergibt als die Zusammensetzung der Hauptladung, um hierdurch die Zündung dieser Hauptladung zu erleichtern,

Gewünschtenfalls kann die Zündung eines Teiles der äußeren zylindrischen Oberfläche verzögert \verden, indem sie mit einem Haftbelag aus einem nicht in sich selbst abbrennenden oder verhältnismäßig weniger leicht in sich selbst abbrennenden Film versehen ist.

Die Füße, welche von dem ringförmigen. Zylinder vorragen, können fertig geformt und so an der Oberfläche des ringförmigen Zylinders angeklebt werden. Sie können aus der gleichen Masse wie das Material des ringförmigen Zylinders bestehen, jedoch kann hierfür eine schneller oder langsamer abbrennende Masse verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie in sich selbst abbrennt. Der leicht zerstörbare Behälter für die Zünd'masse kann aus einem Textilbeutel oder einem dünnen Behälter aus plastischem Werkstoff bestehen. Es wurde in der Praxis gefunden, daß die Rückstände eines dünnen Baumwollbeutels oder eines dünnen Films aus Celluloseacetat od. dgl. leicht durch das Druck-

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steuerventil der Maschinenstartanlage und durch die Flügel der Turbine hindurchgehen, ohne daß , Öffnungen versetzt oder die Flügel beschädigt werden. Das Zündpulver kann aus körnigem Schwarzpulver bestehen.

Die Ladung wird an dem vorderen Ende gegen Feuchtigkeitseintritt abgeschlossen, und zwar durch eine Scheibe aus einem dünnen Werkstoff, wie Celluloid oder Celluloseacetat, und sie kann darüber

ίο hinaus an diesem Ende mit einer vorübergehend aufgesetzten Schutzkappe versehen sein.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen von Patronen gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigen

Fig. ι und 2 axiale Schnitte durch diese beiden Ausführungsformen;

Fig. 3 zeigt einen Grundriß auf der Linie A-A der Fig. 2 gegen den Boden der Ladung gesehen, und

: Fig. 4 zeigt einen ähnlichen Schnitt auf der Linie B-B der Fig. 2.

Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung besteht die Ladungshülse aus Messing, und sie ist derart gezogen, daß ein starker Bodenteiil 1 gebildet wird', der einen äußeren Flansch aufweist, welcher in einen entsprechenden Verschluß der Maschinenstartanlage paßt. Die zylindrische Wandung 2 des Ladungsgehäuses ist dünner als der Bodenteil und ist derart ausgebildet, daß er dicht in den Verschluß paßt, welcher sich etwas verjüngt. In den Boden 1 des Ladungsgehäuses ist ein Zündgehäuse 3 eingepreßt, welches einen elektrischen Zünder 4 enthält, der mit feinkörnigem Schwarzpulver gefüllt ist, welches durch eine dünne Cellulosescheibe 17 abgedeckt ist. Oberhalb dieses Zünders befindet sich ein Musselinbeutel, der lose eine Zündladung aus grobkörnigerem Schwarzpulver 5 enthält, umd dieser Beutel ist auf der inneren Oberfläche des Bodens 1 des Gehäuses 2 um den Zünder 4 herum.angeklebt, und er erstreckt sich über den Zünden Die Hauptladung 7 besteht aus einem einzigen Stück einer ringförmigen, zylindrischen Ladung, die diuroh heißes Auspressen einer Masse hergestellt ist, welche hauptsächlich aus Nitrocellulose und Nitroglycerin mit geringen Mengen Dibutylphthalat, Diäthyldiphenylharnstoff, Vaseline und Kaliumnitrat besteht. Diese ringförmige Ladung besitzt eine wesentlich größere Länge als Stärke. An der Unterseite dieser ringförmigen Ladung sind versetzt unter Winkeln von 120⁰ drei Füße 9 aus einer kolloidalen Nitrocellulose-Nitroglycerinmasse angeklebt, welche schneller abbrennen als die Masse des ringförmigen Zylinders 7. Der für diesen Zweck verwendete Klebstoff kann durch Auflösen einer gewissen Menge der Masse in Aceton gebildet werden, aus der die Füße 9 hergestellt sind. Aus der Zeichnung ergibt sich, daß die freien. Enden der Füße 9 gegen die innere Oberfläche des Bodens des Ladungsgehäuses anldegen und, so· den unteren Rand der ringförmigen Ladung 7 derart abstützen, daß genügend Raum geschaffen wird für den die Schwarzpulverladung 5 enthaltenden Beutel 6, so daß der Inhalt desselben sich nur wenig frei bewegen kann. An der äußeren Zylinderoberfläche der ringförmigen Ladung 7 sind Ansätze 8 vorgesehen, die aus der gleichen Masse bestehen wie die Füße 9. Diese Ansätze 8 sind in zwei Reihen aus je drei Ansätzen angebracht, die zueinander versetzt und in einem Winkelabstand von 120⁰ angeordnet sind. Eine Reihe dieser Ansätze 8 befindet sich in der Nähe des unteren Endes des Zylinders und, die andere Reihe etwa, in der Mitte seiner Länge. Diese Ansätze 8 sind so lang oder hoch, daß die Ladung gut in das Ladungsgehäuse einpaßt. Der axiale Flammenkanal 15 ist am besten in Fig. 4 dargestellt, und in der Ladung ist noch ein radialer Kanal 14 vorgesehen, der mit dem axialen Kanal 15 in Verbindung steht (Fig. i, 2 und 4). Der Zweck dieses radialen Kanals ist, einen etwaigen innerhalb des axialen Kanals 15 auftretenden Überdruck abzulassen. Bei der in Fig. 2 dargestellten, Ausführungsform der Ladung ist um den oberen Teil, derselben, und zwar oberhalb der oberen Ansätze 8, eine Umwicklung aus einem schraubenlinienförmig herumgewickelten Klebeband 16 aus regenerierter Cellulose angebracht.

Das vordere Ende der ringförmigen Ladung ist von einem Speichenglied aus Stahl umgeben, das einen, scheibenförmigen Mittelteil 10 aufweist, von dem aus sich Arme 10' nach außen erstrecken. Diese sich nach außen erstreckenden Arme io' sind derart umgebogen, daß ein Teil ihrer Längen sich senkrecht zu der Ebene der Scheibe 10 erstreckt. Aus den Zeichnungen, insbesondere den Fig. 1 und 2, ergibt sich, daß die von dem ringförmigen Teil 10 vorspringenden Arme 10' zunächst etwas nach außen gebogen sind, bevor sie rückwärts bewegt wurden, so daß an den Armen vorstehende Buckel gebildet werden. Der rückwärts gebogene Teil der Arme 10' des Speichengliedes kann über das Ende der Ladung 7 in Fig. 1 oder die an diesem Teil der Ladung bei der Ausführungsform nach Fig. .2 vorgesehene Umwicklung 16 geschoben werden. Die Stärke dieser Arme ιό' bzw. des über die Ladung des Teiles derselben ist derart, daß sie den freien Raum zwischen der äußeren zylindrischen Oberfläche der Ladung und der Innenwandung des Gehäuses ausfüllen. Das in dem ringförmigen Teil 10 vorhandene Mittelloch besitzt einen größeren Durchmesser als der axiale Gaskanal 15 der Ladung 7. Der äußere Durchmesser des Ringteiles 10 ist kleiner als der Durchmesser der Ladung 7, so daß ein freier Gasdurchtritt durch den Raum zwischen der Wandung 2 des Gehäuses und der äußeren zylindrischen Oberfläche der Ladung 7 in den Teil der Ladung geschaffen wird, der vor dem ringförmigen Teil 10 des Speichengliedes liegt. Über das Speichenglied ist ein leichter Cellüloseacetatverschluß'deckel gelegt und an seiner Oberfläche mit einem Klebstoffauftrag versehen, bevor der vordere Rand des Gehäuses winklig über den abgewinkelten Teil der Speichenarme 10 bei 12 gebogen oder gebördelt wird. Auf diese Weise wird einmal ein wasserdichter Verschluß geschaffen und der Speichenteil fest in seiner Lage gehalten, selbst

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nachdem die Ladung abgebrannt worden ist. Auf das Ende der Hülse rist dann noch zweckmäßig eine entfernbare Metallkappe aufgesetzt, die die Öffnung der Hülse 2 und den Celluloseacetatverschluß ii gegen mechanische Beschädigung schützt.

Wenn der Deckel 13 entfernt ist und die Hülse mit der Ladung in den Verschluß eingesetzt worden ist und dieser fest verschlossen ist, kann der elektrische Zündstrom geschlossen werden. Hierdurch wird die Ladung aus feinkörnigem Schwarzpulver in dem elektrischen Zünder 4 entzündet, und diese brennt sofort durch die Celluloidscheibe 17 durch, wodurch die Zündung der Ladung S aus gröberem Schwarzpulver in dem Musseldnbeutel 6 erfolgt.

Die Flammengase aus der Schwarzpulverladung 5 streichen entlang dem axialen Gaskanal 15 der ringförmigen Ladung 7, und sie gelangen an den Füßen 9 vorbei in den zwischen der äußeren zylindrischen Wandung der Ladung 7 und der Wandung 2 des Gehäuses befindlichen Raum, wobei die an der Außenseite der zylindrischen Oberfläche der Ladung 7 angebrachten Abstandstücke den erforderlichen Zwischenraum liefern. Diese Füße 9 und Ansätze 8 unterstützen den Beginn der Zündung der Oberfläche der Ladung 7 selbst. Die Flammengase streichen um die Oberfläche der Ladung 7 und durch seinen axialen Gaskanal 15 in den Raum zwischen dem Ringteil 10 des Speichenteiles und den Verschlußdeckel 11, wobei dieser schnell abbrennt, und zwar ohne schädliche Rückstände zu hinterlassen, und die Verbrennungsgase treten durch das Ventil auf die Flügel der Turbine, ohne diese Teile zu beschädigen. Während der Verbrennung der Ladung 7 ninimt der innere und äußere Durchmesser und die Länge derselben ab, jedoch verhindert das Speichenglied 10, daß der teilweise verbrauchte Riingteil aus der Hülse als solcher ausgestoßen wird, weil er nämlich durch das umgebogene Ende 12 der Hülse und die sich gegen diesen Teil legenden Arme 10' zurückgehalten wird. Bevor die Ladung 7 vollkommen abgebrannt ist, sind naturgemäß die Füße 9 und ' Ansätze 8 vollkommen" abgebrannt, und nach der vollkommenen Verbrennung der Ladung 7 und seiner Ansätze 8 und 9 bleibt lediglich das Speichenglied 10 in der Hülse 2 zurück.

Bei der Ausführungsform der in Fig. 2 dargestellten Ladung wird die Zündung eines Teiles der äußeren zylindrischen Oberfläche der Ladung etwas durch das Vorhandensein der Umwicklung 16 aus dem Klebeband aus regenerierter Cellulose verzögert, jedoch wird dieses schnell durch die Wirkung der Flammengase aufgebrochen und zerstört, so daß die Ladung sowohl auf ihren inneren und äußeren zylindrischen Oberflächen, auf ihrer ganzen Länge abbrennen kann.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kraftgas erzeugende Patrone für eine Maschinenstarteinrichtung, wobei eine starre Metallhülse an ihrer Unterseite einen Zünder trägt und eine zylindrische, ringförmige Hauptladung aus einer kolloidalen Nitrocellulosemasse enthält, welche in sich selbst abbrennt und frei liegende äußere und innere zylindrische Oberflächen und Endoberflächen aufweist, und wobei in dem Gehäuse unterhalb der Hauptladung noch eine zwischen dem Zünder und der Unterseite der Hauptladung angeordnete Ladung aus einer körnigen Zündmasse enthalten ist, die sich in einem leicht zerstörbaren Behälter befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptladung (7) in axialer Richtung durch ein Speichenrad (10) und in dazu senkrechter Richtung durch Distanzklötze (8) in der Hülse

(2) gegen Verschiebungen gesichert ist.

2. Patrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füße (9) und die Distanz-• klotze (8) aus einer Masse \bestehen, welche beim Abbrennen ein eine höhere Temperatur aufweisendes Gas ergeben als das beim Abbrennen der Hauiptladunig (7) entstehende.

Angezogene Druckschriften:

Britische Patentschriften Nr. 593927, 604489.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen