DE1101247B - Treibgas erzeugende Patrone - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Treibgas erzeugende Patrone für einen Maschinenanlasser u. dgl., die in einen festen Verschlußmechanismus mit einer Entladungsöffnung an einer Stelle und Anschlußelektroden an seiner einen Endwand einsetzbar ist und eine Ladung aus einer thermisch zersetzbaren, ein Gas entwickelnden Mischung in einem Schutzgehäuse hat, in dem ein elektrischer Zünder an einem Ende zwischen diesem und einer zündfähigen Fläche der Ladung angeordnet ist. Das Gehäuse ist an diesem Ende geschlossen und hat an dem entgegengesetzten Ende eine Entladungsöffnung, welche durch Überspannung mit einer zerreißbaren Membran genügender Stärke zur Abdichtung abgedeckt ist, bis sich die Ladungszündung selbst erhält. Ferner ist das Gehäuse an einem Ende mit Zündkontakten zum Anschluß der Anschlußelektrode des Verschlußmechanismus an den elektrischen Zünder versehen.

Derartige Patronen erzeugen während einer verhältnismäßig kurzen, aber ausreichenden Zeit eine genügende Gasmenge, um die Belastung unter ihrer eigenen Antriebskraft zur Wirkung zu bringen oder um deren Arbeit vollständig durchzuführen. Letzteres trifft auf eine Vorrichtung wie einen Torpedomotor oder ein hydraulisches Hilfssystem oder Feuerlöschsystem zu, in denen ein Druckerzeuger vorgesehen ist, der nur während einer kurzen Zeit laufen soll.

Beispielsweise sind Gasturbinen, wie Antriebseinheiten von Düsenflugzeugen, Maschinen, welche nicht selbst anlaufen. Die genannten Patronen liefern in dieser Anwendung Gas mit hoher Geschwindigkeit und Druck auf die Schaufeln eines Rotorelementes, um derartige Maschinen anzuwerfen. Die Patronen enthalten eine exothermisch zersetzbare Substanz wie Pulver, die fortschreitend verbrennt, d. h. ohne Explosion, und eine große Gasmenge eher langsam, aber bei verhältnismäßig schnell ansteigender Temperatur und Druck erzeugt. Das Pulver kann vorteilhaft ein massiver Körper oder ein Großgefüge aus Partikeln von Nitrat, Chloraten oder Perchloraten sein, die in eine oxydierbare Matrize eingesetzt sind, oder es kann aus einer Einfachbase oder Doppelbase rauchlosen Pulvers oder verschiedenen Kombinationen dieser und irgendwelcher anderer geeigneter Stoffe bestehen. Diese Patronenladung kann an ihren Seiten- oder Stirnflächen in geeigneter Weise mit einem Hemmittel behandelt sein, um eine erwünschte langsame Oberflächenverbrennung mit dem besonderen Pulver in der Zusammensetzung zu erhalten, die sonst für eine Arbeitsleistung durch Zündung geschaffen ist. Die Verbrennung muß gleichbleibend bei großem Druck und Auflagerdruck, aber ohne die Ausrüstung beschädigende Heftigkeit oder übermäßige Zertrümmerung des Gefüges auftreten. Bei Zündung der Patrone wird das Treibgas erzeugende Patrone

Anmelder:

Olin Mathieson Chemical Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: E. Maemecke, Berlin-Lichterfelde West,

und Dr. W. Kühl, Hamburg 36, Esplanade 36 a,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 4. Februar 1958

Harold E. Perkins jun., Hainden, Conn.,

und Donald W. Haskins, East Alton, 111. (V. St. Α.),

sind als Erfinder genannt worden

erzeugte Gas, das durch geeignete Kanäle geführt wird, durch Düsen auf die Rotorschaufeln entweder einer Hilfs- oder Hauptturbine gelenkt, die die Rotorbaugruppe der Hauptmaschine beschleunigt, bis sie in Eigenantrieb fällt.

Es sind Patronen bekannt, die einen beispielsweise aus Messing bestehenden starren Metallmantel haben. Ein derartiger Metallmantel ist nicht nachgiebig und wirft bei der Einsetzung in einen Verschlußmechanismus besondere Probleme hinsichtlich der Passung auf. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß Zündkontakte lediglieh durch die Halterung der Patrone in dem Verschlußmechanismus angeschlossen werden müssen, wobei die sichere Funktion bei einer beträchtlichen Toleranz zwischen der in einem starren Metallmantel angeordneten Patrone und dem Verschlußmechanismus in Frage gestellt ist. Bei dieser Patrone ist es auch bekannt, durch eine Isolierwandumhüllung des zylindrischen Formstückes in dem Metallmantel die äußere Zylinderfläche des Formstückes gegen Abbrennen zu schützen, damit die der Abbrennung dienende Oberfläche während fast des ganzen Abbrennvorganges konstant ist. Der Metallmantel hat ferner den Nachteil, daß er sich bei beträchtlicher Druckentwicklung verformen kann und dann in dem Verschlußmechanismus verklemmt, so daß eine Herausnahme schwierig ist.

109 52&/101

Ferner ist es bekannt, an einer Startpatrone einen · Wärmeaustauscher in Form einer Anordnung paralleler Rohrstücke vorzusehen, welche zur Patrone hin offen sind und an ihrer Außenseite von Wasser umspült werden. Dabei sind Vorkehrungen getroffen, daß sich das Wasser oder eine andere Flüssigkeit bei der Zündung mit den Explosionsgasen vermengt, um eine unzulässige hohe Temperatur derselben zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Treibgas erzeugende Patrone zu schaffen, welche leicht in einen Verschlußmechanismus eingesetzt und aus einem derartigen Mechanismus herausgenommen werden kann, die so ausgeführt ist, daß die Ladung ohne übermäßige Verschmutzung der Reaktionskammer verbrennt und dabei zu dem Verschlußmechanismus selbst abdichtend wirkt und gleichzeitig den richtigen elektrischen Anschluß unter Vermeidung jeglicher Lockerung gewährleistet. Insbesondere soll die Patrone zugleich gegen starke Temperaturschwankungen und in einem weiteren Druckbereich im besonderen auch in den Grenzwerten, die in Düsenflugzeugen auftreten, zuverlässig arbeiten und leicht und wirtschaftlich herstellbar sowie widerstandsfähig in der Handhabung sein. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse aus einer dickwandigen Hülle aus elastomerem Werkstoff besteht, der wärmebeständig und über einen weiten Temperaturbereich federnd nachgiebig ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform hat das eine Ende des Gehäuses die Gestalt eines Domes, dessen mittlere Spitze schärfer mit einem kleineren Krümmungsradius als gegenüber dem übrigen Teil des Domes hervorragt, und die Zünderkontakte gehen durch die mittlere Spitze des Domes hindurch und sind außen und federnd an dieser mittleren Spitze angeordnet, so daß sie aus dem Dom hervorragen und einen wirksamen Kontakt mit den Verschlußmechanismuskontaktelektroden herstellen.

Dabei sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, daß ein Ende des Gehäuses innere, in Längsrichtung verlaufende Rippen aufweist, die von den Seitenwänden und der mittleren Achse des Gehäuses abgesetzt sind und deren Endflächen mit der Ladung in Berührung kommen, wobei die Endflächen abgeschrägt sind, um mit der Ladung in Berührung kommende Spitzen in der Nähe der Seitenwände des Gehäuses und einen sich erweiternden Zündraum zu schaffen, der an der mittleren Achse am weitesten ist.

Vorzugsweise ist das Gehäuse zylindrisch aus synthetischem Gummi mit einem Copolymer aus Butadien und Styrol ausgeführt, wobei die Seitenwände eine Stärke von etwa 1,15 bis 3,2 mm haben.

Das erfindungsgemäße Gehäuse ist in einer bevorzugten Ausführungsform elektrisch isolierend und über einen Temperaturbereich von etwa —59 bis etwa 260° C nachgiebig und hat eine Härte entsprechend einer Shore-Durometerzahl von etwa A 45 bis etwa A 70.

Ferner sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß ein Gitter aus wärmebeständigem Material mit vielen Öffnungen die Entladungsöffnung an der Außenseite der Membran abdeckt.

Die erfindungsgemäße Ausführung des Gehäuses ermöglicht eine leichte Entnahme aus dem Verschlußmechanismus. Die Verbrennung erzeugt keine Verschmutzung, und es wird dabei eine Abdichtung der Reaktionskammer an dem Verschluß erreicht, die in hervorragender Weise einen Abfluß des erzeugten Gases verhindert, außerdem wird die Ladung der explosiven oder anderes Gas entwickelnden Substanz in der Kammer in einer betriebssicheren Lage zur Zündeinrichtung festgelegt. Hierbei ist das Gehäuse allen äußersten Ansprüchen hinsichtlich der Temperatur und des Druckes gewachsen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor, das in der Zeichnung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt einer bevorzugten besonderen Ausführungsform der Patrone, die in eine typische Verschluß- oder Reaktionskammer eingesetzt ist, wobei die freien Räume am Boden übertrieben gezeichnet sind, um den enthaltenden Aufbau besser zu zeigen,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie H-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht einer Ausführungsform des Teiles der Patrone, an der Zünderendwand im Schnitt, bevor die Patrone in die Reaktionskammer eingebracht ist

Gemäß der Erfindung ist eine Hilfskraftpatrone solcher Ausführung und Zusammensetzung vorgesehen, daß sie nicht nur gegenüber einem weiten Bereich der Umgebungstemperatur unempfindlich ist, sondern auch in Längs- und in Querrichtung Federungseigenschaften und einen angemessenen Widerstand gegen Hitze besitzt, die sich in dem Patronengehäuse entwickelt. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Zündung und Abdichtung stark verbessert. Dies wird zum großen Teil durch die Anordnung eines geeigneten elastomeren äußeren Mantels passender Wandstärke und einer geeigneten Ausstülpung einer Endwand erreicht. Die Ausführung eines Gehäuses aus wärmeisolierendem Gummi der Type, die bei außerordentlich niedriger Temperatur nicht hart wird und auch nicht altert, wird einbezogen. Ein insbesondere für die Zwecke geeignetes Elastomer ist ein Copolymer aus Butadien und Styrol für niedrige Temperatur, oder irgendein anderer gleichwertiger und geeigneter Gummi oder Elastomer mit einer Härte, die einer Shore-Durometer-Härtezahl von etwa A 45 bis etwa A 70 und vorzugsweise von etwa A 57 bis etwa A 67 entspricht und genügend Schlagfestigkeit aufweist, so daß sie in der Lage ist, eine Bell-Telephone-Schlag-Probe bei etwa 70° C auszuhalten, ohne zu brechen.

Dieser Versuch bedeutet, daß die Patronen als eine fertig zusammengesetzte Einheit mit dem Gummigehäuse und allen anderen Teilen bei der Prüfung für die Handhabung und die Abfeuerung beträchtliche mechanische Schläge aufnehmen muß, ohne sich zu zerlegen oder unwirksam zu werden. Diese Schläge entsprechen in der Stärke einem Fall von irgendeiner Stelle aus der Höhe von 122 cm auf eine Betonplatte. Es wird darauf hingewiesen, daß andere geeignete wärmebeständige Elastomere, wie Silicongummi, verwendet werden können. Das Gummigehäuse hat eine Stärke von etwa 1,15 bis etwa 3,2 mm, aber vorzug:
weise von etwa 2,5 mm, so daß es gegenüber Durchbrennen beträchtliche Widerstandskraft aufweist, während es bei der Abfeuerung gleichzeitig sowohl in Längsrichtung als auch in Umfangsrichtung gespannt werden kann, um eine Ausdehnung des Gehäuses wenigstens an den Seitenwänden aufzunehmen, damit diese in dichte formflüssige Anlage an die Innenflächen der Seitenwände der Reaktionskammer kommen. An den Seitenwänden ist das Gummigehäuse in der Länge und im Durchmesser mit Untermaß ausgeführt, um einen genügenden freien Raum frei zu lassen, damit im Bereich der Herstellungstoleranzen auch die größte Patrone in den kleinsten Verschluß leicht eingebracht werden kann.

Das elastomere Gehäuse bildet an einer Seite das Ausgabeende, an dem ein Verschluß angeordnet werden kann. Dieser besteht aus einer den Druck begrenzenden Dichtungsmembran und einem Gasauslaßgitter, das für den notwendigen Austritt der Arbeitsgase genügend öffnungen gewünschter Größe aufweist. Diese Gase werden durch die Reaktion in der Kammer entwickelt. Das genannte Ende der Patrone liegt vor der Auslaßöffnung der Reaktionskammer.

Das entgegengesetzte Ende des elastischen Gehäuses ist durch eine mit den verhältnismäßig kurzen Seitenwänden einteilig ausgeführte Bodenwand geschlossen und durch eine weiter vorspringende Domform als eine entsprechende verhältnismäßig flache Ausnehmung in dem Boden der Endwand einer der zusammenarbeitenden Teile der Reaktionskammer an der Elektrode und dem Massepol gekennzeichnet, an welchen der elektrische Kontakt mit einem Kontaktstift und einem Feder-Masse-Kontakt hergestellt wird, die voneinander isoliert an der vorragenden Spitze des Domes angeordnet sind, um die Vorrichtung mittels einer Zündladung zu betätigen, die in dem Gehäuse in einem leicht zerstückelbaren Behälter angeordnet ist, der an dem Gehäuse zwischen der eine Domgestalt aufweisenden Zünderendwand und der gegenüberliegenden Stirnfläche der Pulverladung angeordnet ist. Die elastische, domförmige Endwand hat auch eine Anzahl von radial verteilten Längsrippen, die an ihrem Fuß von der Endwand ausgehen, aber ein kurzes Stück vor der axialen Mitte oder dem Spitzenteil der Endwand abfallen und auch von den zylindrischen Seitenwänden einen Abstand haben, so daß eine öffnung in der Mitte zur Aufnahme des Zünders geschaffen wird und auch keine radiale Verbindung zwischen dem Dom und der Seite besteht, die der Ausdehnung jedes dieser Teile entgegenwirkt. Diese Längsrippen schaffen einen steiferen, aber noch federnden Träger und Abstandshalter für die Treibladung gegenüber dem Zünderdom, wodurch die richtige Einstellung der Patrone in der Reaktionskammer sichergestellt und eine Stoßdämpfung für das Treibladungsmaterial geschaffen wird, um ein Zerbrechen des Gefüges im Falle zufälliger Stöße auf die Patrone zu vermeiden. Diese könnten auftreten, wenn die Patrone unbeabsichtigt fallengelassen wird oder während der Einbringung zum Anwerfen einer Maschine mit einem Teil des bleibenden Verschlußaufbaues zusammenstößt. Dieser besondere Aufbau der Rippen schafft auch eine federnde, versteifende Abstützung für den Dom, der die stärker federnde Spitze oder den mittleren Teil des Domes an den elektrischen Kontakten umgibt, ohne die Federeigenschaft der Mitte nachteilig zu beeinträchtigen. Dadurch, daß er an den Stirnflächen neben dem Ladungskörper abgeschrägt ist, liegt eine Abstützung für den Körper nur an einer äußeren Spitze jeder Rippe vor, welche im übrigen die benachbarte zündungsfähige Fläche des Körpers frei läßt, der wenigstens an der mittleren Stelle, die dem Zünder am nächsten liegt und am wirkungsvollsten gezündet wird, frei liegt. So wirken die Rippen auch als Abstandshalter für die Endfläche der Ladung. Das elastomere Gehäuse muß in jedem Falle für eine ausreichende Abdichtung in einem weiten Bereich der Umgebungstemperatur von —59 bis etwa 121° C wenigstens oder auch bis etwa 260° C oder einem höheren Höchstwert für Silicone od. dgl. genügend elastisch sein.

Bei der Erfindung steht die Zünderbaugruppe unter einer elastischen Vorspannung an dem nachgiebigen domartigen Ende des elastischen Gehäuses. Die Baugruppe besitzt ein verhältnismäßig breites, flaches Ende, das dem Zünderkontaktstift zum Anschluß der Verschlußelektrode an eine Seite des elektrischen Zündkreises zugekehrt ist, und eine Massekontaktfeder, die elektrisch von dem Stift isoliert ist, und zum An-Schluß des an Masse liegenden Verschluß auf baues an die andere Seite des Stromkreises dient. Der Zünder ist in einen Behälter aus Polyäthylen od. dgl. gekapselt. Polyäthylen schmilzt und verdampft im Feuer und wirft den Druck nicht durch explosionsartige Verbrennung um.

In einer Ausführungsform dieser Baugruppe ist der Stift im Hinblick auf die Baugruppe und das mit einem Dom \*ersehene Ende in entweder leicht vorragender Lage nach Fig. 1, nahezu bündiger Lage, oder etwas abgesetzter Anordnung befestigt, wie zum großen Teil durch das Ausmaß des Vorsprunges des Elektrodenstiftes des Gehäuses bestimmt wird. In dieser Form stellt die Elastizität des Gehäuses eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen der Patrone und dem Verschlußmechanismus sicher und gleicht die meisten Abänderungen in der Patronen- und Kammerlänge und oft auch zusätzlich der Stiftlänge aus. Um jedoch die größtmöglichen Ausgleiche für alle Abänderungen zu erhalten, wird der Kontaktstift der Patrone mit einer Feder nach außen gedrückt und schwimmt, so daß er immer die in Eingriff kommende Elektrode in dem Verschluß trifft. Die kolbenartige Ausführung läßt auch eine reichliche Ausdehnung des Gehäuses um den Stift zu, um die Möglichkeit eines Bruchs oder Schnitts an dieser Stelle in dem Gummigehäuse zu verhindern. Der Zünderbehälter besteht aus einem Kasten mit einem abnehmbaren, aber zuverlässig sowohl an dem Rand als auch der Mitte an dem Kasten befestigten Deckel, so daß die Zündauslösung nicht während der Handhabungvorder Abfeuerung herbeigeführtwird. Der Kasten enthält aber auch einen elektrischen Zünder.

An dem abgeschirmten Entladungsende ist ein elastischer Teil in Form eines Häutchens oder einer Membran vorgesehen, die der Hitze wenigstens zeitweise widerstehen kann und nicht nur einen Druckunterschied, der infolge der Umgebungstemperaturen, beispielsweise auf Grund von Höhenänderungen, widerstehen kann, sondern auch wenigstens den Minimaldruck für eine aufrechterhaltene Gasentwicklung aushalten kann, wenn die Membran während der Abfeuerung gegen das Stahlgitter ausgebaucht wird. Hierbei soll die Membran nicht an den Öffnungen, die einen Durchmesser von etwa 4,8 mm haben, zerreißen, bevor der Minimaldruck erreicht wird. Das Häutchen ist ein plastischer Film, der vorzugsweise keine Weichmacher enthält und sich in der Gegenwart von Feuer zusammenzieht und eine höhere Festigkeit entwickelt, wenn die Temperatur abnimmt, so daß automatisch ein Ausgleich für den höheren Minimaldruck geschaffen wird, der bei niedrigeren Flammentemperaturen der Arbeitsweise benötigt wird, welche um 1100° C schwankt.

Ein Polyäthylenfilm mit einer Stärke von etwa 0,1 bis 0,25 mm in Abhängigkeit von der Sorte und dem Molekulargewicht und vorzugsweise von etwa 0,16 hat sich für eine gleichbleibend aufrechterhaltene Zündung als besonders geeignet erwiesen. »Milar«-Film von 0,025 mm Stärke ist auch als geeignet gefunden worden. In jedem Falle muß der Austritt des Gases verzögert werden, bis der kleinste Druck erreicht worden ist, wie versuchsweise durch Erprobung festgestellt worden ist, bis sich die Zündung selbst aufrechterhält und sich das Gummigehäuse abdichtet, da bei Verlust des Druckes niemals der Arbeitsdruck erreicht werden würde.

Die Treibladung ist entweder ein gepreßter oder stranggepreßter oder gegossener massiver Körper von zylindrischer Form, je nach Zweckmäßigkeit entweder mit einem Flächenüberzug im ganzen oder teilweise oder ohne Überzug, fest oder rohrförmig, wobei insbesondere bei letzterer Ausführung an den zylindrischen Oberflächen Verzögerungsmittel und Wärmeisolatoren vorgesehen werden, wenn eine Doppelendbrennung erwünscht ist. Bei fester Ausführung können entweder Abstandshalter zwischen der äußeren zylindrischen Oberfläche des Körpers und der inneren Oberfläche der Reaktionskammer vorgesehen sein, oder die Entladungsöffnung der Kammer kann an dem gleichen Ende wie der Zünder liegen. Um den Körper und das Gummigehäuse zusammenzubauen, wird der Körper zuerst in das offene Ende des Gehäuses geschoben, wenn es unter Kraftaufwendung aufgezogen und gespannt gehalten wird, und dann wird ein Ende des Körpers auf die Spitzen der Gummigehäuserippen an dem geschlossenen, mit einem Dom versehenen Ende gesetzt. Er bleibt zwischen diesen Spitzen, die auf ein Ende einwirken, und einer inneren Schulter an der Gehäuseöffnung eingeklemmt, welche auf das andere Ende des Körpers einwirkt.

In der Zeichnung Fig. 1 ist ein rohrförmiger Körper 2 an den Flächen 21, 22 mit einem Überzug versehen, der die Enden 24 und 25 zum Verbrennen an dem Umfangsraum einschließlich den Räumen 19 gegenüber den Rippen 12,13,14 und 15 an den Spitzen frei läßt.

Fig. 1 zeigt außen einen Verschlußaufbau 100, in dessen Reaktionskammer innen eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Patrone 200 eingesetzt ist.

Der die Patrone aufnehmende Verschlußmechanismus besteht aus einem stationären Metallbehälter 101, der ein geschlossenes Ende, ausgenommen ein Auslaßteil 112 an diesem, und eine innere Schulter 113 nahe an diesem Ende hat, gegen welche sich die Patrone 200 anlegt, nachdem sie in den Behälter eingebracht worden ist. Der andere Teil des Verschlußmechanismus 100 besteht aus einem beweglichen Verschluß oder Metalldeckel 102, der die andere Hälfte der Reaktionskammer bildet und der an seinem offenen Ende durch irgendeine geeignete Verbindung, wie Bajonettver-Schlußansätze 103, mit den Nuten 104 des entsprechenden offenen Endes des Behälters 101 zusammenarbeitet. Die Teile 101 und 102 bilden im zusammengesetzten Zustand eine Reaktionskammer mit zylindrischen Seitenwänden, zwischen deren Enden eine in Umfangsrichtung verlaufende Teilungslinie 105 liegt, an welcher der Verschluß geöffnet und verschlossen wird. Das entgegengesetzte Ende des Verschlußteiles 102 ist mit einem schalenförmigen geschlossenen Ende 110 versehen, an dessen Mitte ein Zündnippel 108 vorgesehen ist, durch welches eine Zündelektrode 106 hindurchgeht. In dem Deckel 102 ist zwischen der Elektrode und dem Nippel 108 einteilig mit dem schalenförmigen Ende eine Hülse aus elektrisch isolierendem Material angeordnet, welche die Elektrode 106 trägt. Eine Seite des elektrischen Zündsystems für die Patrone ist mit dem Metallbehälter 102 durch das schalenförmige Ende 110 und den Feder-Masse-Kontakt 31 verbunden, der an dem Patronengehäuse 200 gelagert ist. Die andere Seite des Zündsystems ist mit der Elektrode 106 verbunden.

Die Gas-Generator-Patrone, die in dieser Ausführung gezeigt ist, besteht aus einem besonderen Gummigehäuseaufbau 1, der eine rohrförmig geformte Ladung 2 aus einem zündbaren, ein Gas entwickelnden Material, eine Zünderbaugruppe 3, eine zerreißbare Wetterabdichtungs-Verschlußmembran 4 und ein mit Öffnungen versehenes starres Metallgitter 5 enthält.

Die Ladung 2 ist ein Großgefüge aus thermisch zersetzbarem Material mit beispielsweise einem äußeren, nicht treibungskräftigen Überzug 21 und einem inneren, nicht treibkräitigen Überzug 22 an den Zylinderflächen des Korns versehen, wobei die Endflächen überzugsfrei und in einem Zustand für eine Zündung und Verbrennung belassen sind.

Diese Ladung 2 ist zwischen der ringförmigen Schulter 10, dem elastomerischen Patronengehäuse 1 und den sich in radialer Richtung erstreckenden Rippen 12, 13, 14 und 15, die in Längsrichtung von der domartig ausgebildeten Endwand 16 ausgehen, welche einteilig mit der zylindrischen Seitenwand 11 des Gehäuses 1 ausgebildet ist. Die Rippen 12, 13, 14 und 15 gehen von der Domwand 16 aus, sind aber von der zylindrischen Seitenwand 11 getrennt, so daß sie das Federungsvermögen der Seitenwand 11 und der Domendwand 16 nicht beeinträchtigen. Entgegengesetzt zur Seitenwand 11 sind die Rippen von der mittleren Achse abgesetzt und teilweise an der Grundfläche mit einem ringförmigen Flansch 17 verbunden, der mit den Rippen einen Zündergehäuseschacht 17' neben der Spitze 18 der Domwand 16 zur Aufnahme der Zünderbaugruppe 3 bildet. Die Enden der Rippen 12,13,14, 15, die dem großen rohrförmigen Gefüge 2 zugekehrt sind, sind von dem Gefügeende fort abgeschrägt, so daß sie einen keilförmigen Raum 19 zwischen jeder Rippe und der davorliegenden Endfläche des Gefüges 2 bilden, der nahe an dem Zünder am weitesten ist, so daß ein vollständigerer Zugang und eine sich ergebende gleichförmige Zündung dieser Endfläche nach Betätigung der Zünderbaugruppe 3 erreicht wird.

Zu der mit einem Dom versehenen Endwand 16 entgegengesetzten Seite ist das elastische Gehäuse mit einer Umfangsnut 20 versehen, um den Umfangsrand einer feuchtigkeitsdichten, einem Druck widerstehenden, aber verhältnismäßig dünnen Membran 4 und den Umfangsrand des verhältnismäßig starren Gitters oder Schirmteils 5 aufzusetzen. Obgleich irgendeine Domform, wie eine parabelförmige, die an der Spitze mehr hervorragt als die zurückweichende Ausnehmung, in dem Ende der Reaktionskammer 100 verwendet wird, wird die doppelte Ausbauchung oder mehr ausgebauchte Spitze 18, die in Fig. 1 gezeigt ist, bevorzugt, da der kurze Krümmungsradius größte Federungseigenschaften an der Spitze bei den Zünderkontakten verleiht, wo sie am meisten benötigt werden.

Die in Fig. 3 gezeigte Zünderbaugruppe 3 besteht in der bevorzugten Ausführungsform aus einem Polyäthylenkasten oder Napf 35 und Deckel 34, der an dem Schnapprand 34" mit der Kappe 35 und an der dicken Nabe 50' mittels an einer eingeschnürten Deckelöffnung 34', an dem das Kragenknopfnietenende des federnden Halterendes 50 befestigt ist. Der Kasten enthält eine Ladung 39 sowie eine elektrische Zündladung 40, die durch Leitungsdrähte mit den Endklemmen 37 und 38 verbunden sind. Diese sind angeordnet, um den hohlen Kontaktstift bzw. den Kontaktösenniet 33 anzuschließen. Der Stift 51 bildet ein Federgehäuserohr für die Stiftfeder 53, welche auf den Kontaktstiftkolben 52 drückt, um eine Kontakteinheit zu bilden, die aus den Teilen 50, 51, 52 und 53 besteht. Diese Einheit kann in einer anderen Ausführungsform ein festes Stück sein. Diese Einheit ist durch die Hülse 36 elektrisch von der anderen Einheit isoliert, die aus dem Auge 33 und dem Massekontakt 31 besteht. Ein Flansch 33' des Auges 33 hält zusammen mit dem anderen Flansch 33"

den beladenen Napf, die elektrischen Kontakteinheiten einschließlich der Federkontaktschiene 31 alle an einer Öffnung in dem Ende derAufbauchungl8 an der Spitze des Domes 16 zusammen.

Wenn die Patrone 200 im Betrieb in dem Verschlußmechanismus 100 verschlossen wird, sind die freien Räume und die Elastizität des Gehäuses 1 derart, daß beim Einstoßen der vollständigen Patrone zu der Zünderelektrode 106 hin ein freier Raum zwischen dem mit einem Dom versehenen Patronengehäuseende 16 und dem schalenförmigen Ende 110 mit wenigstens, wenn irgendwie möglich, einem Spielraum an der Elektrode und dem umgebenden Bereich frei gelassen wird, wie schaubildlich an der Linie 16' gezeigt ist und bei 16 vergrößert ist. Dies vermeidet jegliche Hemmung der größten Patrone in dem kleinsten Verschluß und stellt noch einen guten Zündungskontakt zwischen dem Stift 32 und der Elektrode 106 und zwischen Masse 31 und der Wand 110 bei der kleinsten, d h. kürzesten Patrone in dem größten Verschluß sicher. Wenn der Stift 32 ein ao Kolben in der schwimmenden Anordnung gemäß Fig. 3 ist oder bündig festgelegt wird oder auch zu dem federnden Ende des Domes abgesetzt wird, kann sich die Domspitze wenigstens während des größten Drukkes bündig an das schalenförmige Ende 110 um seine Elektrode anlegen, was der beste Zustand ist. Dies trifft zu, ob nun der Dom 16 einen kleineren Radius als das schalenförmige Ende 110 hat oder ob die Form mehr parabelförmig ist oder ob die Mitte eine größere Aufbauchung hat, wobei letzteres bevorzugt wird.

Wenn der Zündstromkreis geschlossen wird, löst der elektrische Zünder 40 die Zündladung 39 aus, um den Deckel 34 und den Napf 35 vollständig zu zersprengen und die Zündung der Flächen 24 und 25 des Gefüges 2 einzuleiten, wobei sich gleichzeitig die Membran 4, die Seitenwände 11 und der Dom 16 aufbauchen. Letzterer nimmt etwa die durch die Linie 16" angegebene Lage ein. Das schalenförmige Ende 110 kommt dabei in volle Anlage. Das bedeutet, daß sich das Gehäuse 1 bei Druckanstieg auf die Höhe des sich selbst erhaltenden Druckes und Abbrennens selbst in dem Verschluß 100 abdichtet, so daß jeder Gasverlust an der Teilungslinie 105 des Verschlusses und eine Gasnebenleitung verhindert wird, die zu einer Verschmutzung des Bereiches neben der Elektrode 106 führen würde. Nach Zerreißen der Membran 4 halten die Verbrennung und die Druckgasentwicklung mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit und auf einer gewünschten Druckhöhe an, wobei keine Abflüsse, keine Verschmutzung und kein Durchbrennen auftreten, da das dicke Gummigehäuse, das gemäß der Erfindung gestaltet ist, einem Einreißen infolge der Spannung und einem Durchschlag infolge der Hitze widersteht. Nachdem die Ladung 2 verbraucht worden ist, kann der Verschlußdeckel 102 von dem Teil 101 zu jeder Zeit abgenommen werden, so daß die restlichen Teile des Gehäuses 200 infolge der Elastizität und anderer Eigenschaften leicht in einem Stück herausgenommen werden können und nach Wunsch eine unverbrauchte Patrone eingesetzt werden kann.

Obgleich die vorstehende Ausführung für die beste Ausführungsform der Erfindung gehalten wird, ist verständlich, daß Fachleute Abänderungen und andere Veränderungen vornehmen können, ohne aus dem Bereich der Erfindung zu kommen, wie sie in den An-Sprüchen umrissen ist.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Treibgas erzeugende Patrone für einen Maschinenanlasser u. dgl., die in einen festen Verschlußmechanismus mit einer Entladungsöffnung an einer Stelle und Anschluß elektroden an seiner einen Endwand einsetzbar ist und eine Ladung aus einer thermisch zersetzbaren, ein Gas entwickelnden Mischung in einem Schutzgehäuse hat, in dem ein elektrischer Zünder an einem Ende zwischen diesem und einer zündfähigen Fläche der Ladung angeordnet ist, wobei das Gehäuse an diesem Ende geschlossen ist und an dem entgegengesetzten Ende eine Entladungsöffnung hat, welche durch Überspannung mit einer zerreißbaren Membran genügender Stärke zur Abdichtung abgedeckt ist, bis sich die Ladungszündung selbst erhält, wobei ferner das Gehäuse an einem Ende mit Zündkontakten zum Anschluß der Anschlußelektrode des Verschlußmechanismus an den elektrischen Zünder versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einer dickwandigen Hülle aus elastomerem Werkstoff besteht, der wärmebeständig und über einen weiten Temperaturbereich federnd nachgiebig ist.

2. Patrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des Gehäuses die Gestalt eines Domes hat, dessen mittlere Spitze schärfer mit einem kleineren Krümmungsradius als gegenüber dem übrigen Teil des Domes hervorragt, und daß die Zünderkontakte durch die mittlere Spitze des Domes hindurchgehen, außen und federnd an dieser mittleren Spitze angeordnet sind, so daß sie aus dem Dom hervorragen und einen wirksamen Kontakt mit den Verschlußmechanismuskontaktelektroden herstellen.

3. Patrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Gehäuses innere in Längsrichtung verlaufende Rippen aufweist, die von den Seitenwänden und der mittleren Achse des Gehäuses abgesetzt sind und deren Endflächen mit der Ladung in Berührung kommen, wobei die Endflächen abgeschrägt sind, um mit der Ladung in Berührung kommende Spitzen in der Nähe der Seitenwände des Gehäuses und einen sich erweiternden Zündraum zu schaffen, der an der mittleren Achse am weitesten ist.

4. Patrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine zylindrische Ausführung des Gehäuses aus synthetischem Gummi mit einem Copolymer aus Butadien und Styrol, wobei die Seitenwände eine Stärke von etwa 1,15 bis 3,2 mm haben.

5. Patrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse elektrisch isolierend und über einen Temperaturbereich von etwa —59 bis etwa 260° C nachgiebig ist und eine Härte entsprechend einer Shore-Durometerzahl von etwa A 45 bis etwa A 70 hat.

6. Patrone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gitter aus wärmebeständigem Material mit vielen öffnungen die Entladungsöffnung an der Außenseite der Membran abdeckt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 949 726, 882 823.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 109 528/101 2.61