DE1128344B - Feststofftreibsatz - Google Patents

Description

der Brennoberfläche kann durch das bekannte Mittel 2

einer Beschränkung des Verbrennens des Kornes auf

eine vorherbestimmte Oberfläche oder Oberflächen erzeugungsgeschwindigkeit sowie des Druckes in dem erzielt werden. Dies kann man dadurch bewerk- Motor auftreten kann. Somit muß der Überzug in stelligen, daß das Zünden weiterer der Kornober- 30 der Lage sein, sich mit dem Korn auszudehnen und flächen vermittels eines Inhibitorüberzuges verhindert zusammenzuziehen, und zwar in Übereinstimmung wird. Derartige Überzüge entzünden sich nicht, da mit Vorgängen, die der Treibsatz auf Grund von dieselben allgemein polymere Materialien, wie Cellu- Temperaturveränderungen erleidet, da ansonsten die loseacetat oder Äthylcellulose, sind, die keinen für Verbindung zwischen dem Korn und dem Überzug die Verbrennung des Überzuges zur Verfügung 35 reißen kann.

stehenden Sauerstoff enthalten. Durch die Inhibitor- Die zur Zeit zur Anwendung gelangenden thermo-

überzüge werden daher die mit diesen versehenen plastischen Überzüge eignen sich für einen normalen Oberflächen der Feststofftreibsätze bzw. Treibmittel- Bereich der Umgebungstemperaturen. Es ergeben sich körner gegen Abbrand gesichert. jedoch ernsthafte Probleme, wenn die inhibierten

Die Lageanordnung des Inhibitorüberzuges wird 4° Treibsätze extremen Temperaturen ausgesetzt werden, durch die Form des Treibsatzes und die gewünschte wie z. B. in kalten Klimazonen, oder wenn dieselben Verbrennungsart bestimmt. Im Falle zylinderförmiger, der aerodynamischen Erwärmung unterworfen oder in am Ende oder im Inneren abbrennender Körner der Nähe von erwärmten Gegenständen gehalten befindet sich der Inhibitorüberzug an der gesamten, werden. Bei Temperaturen unter etwa —23,3 bis zylinderförmigen Umfangsfläche des Kornes. In 45 —28,9 ⁰C verlieren die bekannten Überzüge ihre einigen Fällen, wie bei einem kreuzförmigen Korn, Elastizität und werden so brüchig, daß bei ihnen sind nur die äußersten Teile der Umfangsflächen des Sprünge oder Risse auftreten, durch welche sich ein Kornes durch einen Inhibitorüberzug inhibiert. entsprechendes Versagen der Treibsätze ergibt^ Bei

Der Inhibitorüberzug muß bleibend und zäh an erhöhten Temperaturen neigen die bekannten Überdem Treibsatz anhaften, da jedes Brechen desselben 50 züge dazu, übermäßig zu erweichen, wodurch ein zu einem Entzünden an dieser Stelle führen und hier- Verlust ihrer mechanischen Festigkeit eintritt. Überdurch eine überaus gefährliche Zunahme der Gas- züge mit verbesserten Hochtemperatureigenschaften

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neigen vielfach auch dazu, höhere Brüchigkeits- und das Epoxypolymere vermittels eines Härtungstemperaturen zu besitzen. Keiner der bekannten mittels zu einem festen Überzug gehärtet. Nach dem Überzüge hat sich bei wesentlich unter etwa—23,3 ⁰C Härtungsvorgang haftet der Epoxyharzüberzug in liegenden Temperaturen als vollständig zufrieden- einer zähen Bindung an der Oberfläche des Treibstellend erwiesen. 5 mittelkornes an, wobei diese Bindung im allgemeinen Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Inhibitor- fester ist als das eigentliche Treibmittelkom. Dies Überzüge für Feststofftreibsätze in Vorschlag zu stellt einen wichtigen Vorteil dar, da hierdurch viele bringen, die erfolgreich bei praktisch allen Umgebungs- der bei derartigen vorbekannten Produkten nottemperaturen, denen sie unterworfen werden können, wendigen Bedingungen entfallen, wie die getrennte und zwar von ausgesprochen kalten bis zu erhöhten io Herstellung der Inhibitor Überzugsstreif en, wie z. B. in Temperaturen, arbeiten. dem Fall von Celluloseacetat oder Äthylcellulose, und Weiterhin verfolgt die Erfindung die Aufgabe, das sich daran anschließende klebende Verbinden des Inhibitorüberzüge für Feststofftreibsätze mit einer Inhibitors mit dem Korn.

derartig großen Festigkeit in Vorschlag zu bringen, Der Epoxyharzinhibitor kann mit einem festen daß den Treibsätzen bei Belastung derselben durch 15 Treibmittelkom beliebiger Zusammensetzung andie Überzüge eine schützende Abstützung vermittelt gewandt werden und derselbe ist insbesondere für die wird. Anwendung an einem Treibmittelkorn wirksam, das Zur Lösung dieser Aufgaben sieht die Erfindung in eine organische polymere Komponente aufweist. Das erster Linie vor, daß die inhibierenden Überzüge von organische Polymere kann bezüglich seines Sauerstoffeinem gehärteten Gemisch aus einem Epoxypolymeren 20 bedarfes unabhängig sein, und zwar Sauerstoff ent- und einem Polyamid, das umsetzungsfähige Amino- halten, der für die Verbrennung der weiteren Komgruppen enthält, gebildet wird. Bei dem Epoxypoly- ponenten des Moleküls zur Verfügung steht, wie z. B. meren soll es sich dabei erfindungsgemäß vorzugsweise Nitrocellulose in einem Zweikomponentenkorn, oder um ein aromatisches Epoxypolymeres handeln. Ferner es kann sich um ein organisches Polymeres handeln, soll gemäß der Erfindung das aromatische Epoxy- 25 das als ein Bindemittel und Brennstoff in einem polymere zweckmäßig das Umsetzungsprodukt aus zusammengesetzten Treibmittel wirkt, das zusätzlich Bisphenol A und Epichlorhydrin sein. Oxydationsmittelkomponenten enthält, wie anorga-Weiterhin wird von der Erfindung zur Lösung der nische Oxydationsmittelsalze, Metallperoxyde u. dgl. gestellten Aufgaben vorgesehen, daß die inhibierenden Beispiele für derartige polymere Brennstoffe und Epoxypolymereüberzüge als ergänzenden Bestandteil 30 Bindemittel sind die Vinylpolymereri, wie Polyvinylwenigstens eine Schicht eines porösen Schicht- chlorid und Polyvinylacetat, Alkyd- und Polyestermaterials enthalten, das im wesentlichen aus einem harze, organische Polysulfide, Celluloseester, wie organischen, polymeren Material besteht. Erfindungs- Celluloseacetat, Polyurethane, Polybutadien-Acrylgemäß liegt dabei das poröse Schichtmaterial Vorzugs- nitril u. dgl. Das Oxydationsmittel kann jedes beliebige weise in Form eines Gewebes vor, und zwar zweck- 35 aktive oxydierende Mittel, wie Ammonium- oder mäßig eines solchen aus Polyamid. Alkalimetall-, ζ. B. Na, K oder Li-Perchlorate oder In den Zeichnungen sind Feststofftreibsätze gemäß Nitrate und Metallperoxyde, wie Bariumperoxyd, sein, der Erfindung an Hand von Treibmittelkörnern Die Epoxyharzüberzüge sind durch einen Wärmeverschiedener Ausbildung beispielsweise veranschau- ausdehnungskoeffizienten gekennzeichnet, der in unlicht. Dabei werden ähnliche Teile durch die gleichen 4° mittelbarer Nähe der Ausdehnungskoeffizienten der Bezugszeichen bezeichnet. festen Treibmittelkörner auf der Grundlage der Fig. 1 ist ein Längsschnitt, der ein erfindungs- organischen Polymeren liegt, einschließlich derartiger gemäßes am Ende abbrennendes Treibmittelkorn in Körner, die große Anteile an feinverteilten festen seiner Anordnung in einem Raketenmotor zeigt; anorganischen Oxydationsmitteln, wie Ammonium-Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilansicht im Quer- 45 perchlorat, enthalten, so daß die Überzüge zusammen schnitt längs der Linien 2-2 der Fig. 1; mit den Körnern die gleichen temperaturbedingten Fig. 3 ist ein Querschnitt längs der Linien 3-3 der Veränderungen erfahren, ohne daß ein Brechen oder Fig. 1; Rißbildung auftritt. Eine enge Anpassung der Aus-Fig. 4 ist ein Längsschnitt einer abgewandelten dehnungseigenschaften auf diejenige eines besonderen Ausführungsform, die ein inhibiertes im Inneren 50 Kornes kann leicht durch geeignete Zusammensetzung abbrennendes Treibmittelkom zeigt, das in einem der Epoxypolymerenmasse, Auswahl des Härtungs-Raketenmotor angeordnet ist; katalysators sowie der Härtungszeiten und Tempe-

Fig. 5 ist eine vergrößerte Teilansicht im Quer- raturen erzielt werden.

schnitt längs der Linien 5-5 der Fig. 4; Die Epoxyharzüberzüge behalten weiterhin bei so Fig. 6 ist ein Querschnitt längs der Linien 6-6 der 55 tiefen Temperaturen wie -54⁰C und darunter eine Fig. 4; ausreichende Zerreißfestigkeit und Elastizität bei, Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines am wobei dieselben ihre inhibierende Funktion ohne die Ende abbrennenden Treibmittelkornes, welches einen Unzulänglichkeiten ausführen, die bisher bei anderen Inhibitor Überzug anderer Ausbildung besitzt; Inhibitorarten auftraten. Der wärmeerhärtende Fig. 8 ist eine vergrößerte Teilansicht im Querschnitt 60 Kunststoffüberzug weist ebenfalls ausgezeichnete Hochlängs der Linien 8-8 der Fig. 7; temperatureigenschaften auf, da derselbe nicht im Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines kreuz- merklichen Ausmaß bei derartig hohen Temperaturen, förmigen inhibierten Treibmittelkornes; wie 80° C oder darüber, erweicht oder seine innere Fig. 10 ist ein Querschnitt längs der Linien 10-10 Festigkeit verliert. Das Epoxyharz bildet somit auf der Fig. 9. 65 dem Treibmittelkorn einen Überzug, der erfolgreich Bei der Herstellung des Inhibitorüberzuges wird seine inhibierende Funktion innerhalb des breitesten ein flüssiges Epoxypolymeres auf die zu inhibierenden Spektrums der Umwelttemperaturen erfüllt, die geOberflächen des festen Treibmittelkornes aufgebracht gebenenfalls auftreten können.

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Das flüssige Epoxyharz ist vorzugsweise eine Erläuternde Beispiele für geeignete Härtungs- und aromatische Epoxyverbindung, wie das Umsetzungs- Modifizierungsmittel für Polyamide sind die flüssigen

produkt aus Harze, die durch Umsetzung dimerer und trimerer

pflanzlicher Ölsäuren, wie dimerisierter Linolsäure,

Bisphenol A 5 mit Di- oder Triaminen, wie Äthylendiamin oder

HOC₆H₄C(CHg)₂C₆H₄OH, Diäthylentriamin hergestellt worden sind.

Bisphenol F Di^e Menge des Härtungsmittels wird natürlich in

HOC₆H₄CH₂C₆H₄OH, Abhängigkeit von dem besonderen flüssigen Epoxy-

Tetrachlorbisphenol A polymeren und Härtungsmittel schwanken, und zwar

' ίο von einer derartig geringen Menge wie 2 oder 3 T. H. H.

^^ _r (Teile pro 100 Teile Epoxyharz) für sehr aktive

,.H₄Mth₃)LLti_sLH₂tuUH, Katalysatoren, wie DMP-30, bis zu 100 T. H. H.

Akajouphenol eines umsetzungsfähigen Polyamides. Die bevorzugten

HOCgHj^CH^HOCeHJCHiCH^eCHa, Verhältnisse des flüssigen Epoxypolymeren zu dem

^u· dgl. 15 flüssigen und umsetzungsfähige Amingruppen enthaltenden Polyamid betragen 50: 50 bis 70: 30.

mit Epichlorhydrin. Es kann sich ebenfalls um eine Die flüssige Epoxymasse kann auf die Oberflächen

aliphatische Epoxyverbindung handeln, wie das des zu inhibierenden Treibmittelkornes in jeder

Kondensationsprodukt eines Polyols, ζ. B. Glyzerin geeigneten Weise, wie durch Eintauchen, Besprühen

mit Epichlorhydrin. In die aromatischen flüssigen 20 oder Aufbürsten, aufgebracht und sodann bei Raum-

Epoxyde können umsetzungsfähige Monoepoxy-Ver- temperatur oder erhöhter Temperatur gehärtet werden,

dünnungsmittel, wie Allylglycidyläther, Butylglycidyl- Die in dem Raketenmotor eingeschlossenen festen

äther und Phenylglycidyläther, wie das Bisphenol A Treibmittelkörner sind häufig hohen Beschleunigungs-

Diepoxyd, zur Verringerung der Viskosität eingeführt belastungen unterworfen, wie z. B. in dem Fall von

werden. 25 Abfangmotoren und bei Flugkörpern, die bei der

Es kann jedes geeignete Härtungsmittel zum Erhärten Annäherung an ein Ziel scharfe und schnelle Biegungen

des flüssigen Epoxydes in einen festen Überzug an- ausführen. Derartig hohe Belastungen können das

gewandt werden, wobei man dasselbe unter Berück- Treibmittelkorn zum Springen bringen oder eine

sichtigung der besonderen in dem gehärteten Überzug Rißbildung verursachen oder es kann sogar ein

gewünschten Eigenschaften auswählen kann, wie einer 30 Abbrechen desselben aus seiner vorderen Verbindung

Zähigkeit, Biegsamkeit, der Erweichungstemperatur mit der Vorderwand oder Kopfplatte des Raketen-

u. dgl. Ein weiterer Faktor bei der Auswahl eines motors erfolgen, wodurch sich eine Verstopfung der

Härtungsmittels liegt in der -benötigten Härtungs- Düse ergibt.

temperatur. In vielen Fällen ist es vorteilhaft, ein Es wurde gefunden, daß der inhibierende Epoxy-

Mittel anzuwenden, das bei Raumtemperatur eine 35 überzug eine außerordentlich feste, leichte, starre

Härtung bewirkt, um so aus wirtschaftlichen Gründen strukturelle Abstützung . für das Treibmittelkorn

ein zusätzliches Erwärmungsverfahren zu vermeiden ergibt, wenn derselbe mit einer oder mehreren Schichten

oder um die gefährliche Wärmebehandlung eines eines porösen Körpers flächiger Gestalt aus einem

empfindlichen Treibmittels möglichst gering zu halten. organischen polymeren Material verstärkt und derart

In der einschlägigen Industrie sind Härtungs- und 40 hergestellt ist, daß der poröse Körper mit dem Epoxy-

Modifizierungsmittel für flüssige Epoxypolymere all- harz ausgefüllt wird und hierdurch mit diesem eine

gemein bekannt, und zu denselben gehören z. B. Einheit bildet. Es ist wesentlich, daß der poröse

primäre, sekundäre und tertiäre Amine, wie Äthylen- Körper aus einem organischen polymeren Material,

diamin, Diäthylentriamin, Triäthylentetramin, Me- wie Polyamid, z. B. Nylon, Polyacrylnitril, z. B. Orion,

thylendianilin, m-Phenylendiamin, 4,4'-Diaminodi- 45 Polyacrylat oder Methacrylatester, Polyester, wie

phenylsulfon und Tri-(dimethylaminomethyl)-phenol Dacron, Polyäthylen, Celluloseester, z. B. Cellulose-

(DMP-30), umsetzungsfähige Amino- und Carboxyl- acetat, Celluloseäther, z. B. Äthylcellulose, Polyvinyl,

gruppen enthaltende flüssige Polyamide, Säurean- z. B. Polyvinylchlorid, Polystyrol, Baumwolle oder

hydride, wie Phthalsäureanhydrid, Hexahydrophthal- Kunstseide gefertigt ist, damit der verstärkte Epoxy-

säureanhydrid und Dodecylbernsteinsäureanhydrid, 50 harzüberzug den richtigen Wärmeausdehnungskoeffi-

Bortrifluorid-Aminkomplex, flüssige organische Poly- zienten beibehält, der für einen zufriedenstellenden

sulfide u. dgl. Temperaturzyklus mit dem Treibmittelkorn not-

Für die erfindungsgemäßen Zwecke sind ins- wendig ist. Anorganische Materialien, wie Fiberglas,

besondere die umsetzungsfähige polare Amingruppen Asbest oder im allgemeinen auch Metall, weisen

enthaltenden flüssigen Polyamide geeignet. Derartige 55 Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, die derartig

umsetzungsfähige flüssige Polymere arbeiten sowohl geringer als diejenigen der auf der Grundlage des

als Härtungsmittel auf Grund der umsetzungsfähigen organischen Polymeren hergestellten Treibmittelkörner

Aminogruppen als auch als Vernetzungsmittel, die sind, daß ein Versagen des Inhibitors eintritt, wenn die

mit zur Umsetzung kommen und für das flüssige Körner ausgeprägten Veränderungen der Umwelt-

Epoxypolymere Modifizierungsmittel darstellen. Die 60 temperatur unterworfen werden.

gehärteten Epoxypolyamidmassen besitzen außer- Das poröse verstärkende Element liegt vorzugsweise

gewöhnlich tiefe Versprödungstemperaturen und be- in Form eines gewobenen Gewebes oder Netzes vor,

halten ihre gute Zerreißfestigkeit und mechanische es kann jedoch ebenfalls eine Tafel aus dem orga-

Festigkeit von derartig tiefen Temperaturen, wie nischen polymeren Material sein, die in irgendeiner

—54°C und darunter, bis zu derartig hohen Tempe- 65 geeigneten Weise, z.B. durch Perforieren, porös

raturen, wie 80° C und darüber, aufrecht. Zu weiteren gemacht worden ist. Dasselbe kann auf die Oberfläche

diesbezüglichen Vorteilen gehören eine lange Ge- des Treibmittelkorns als ein einstückiges Teil des

brauchsdauer und Härtbarkeit bei Raumtemperaturen. inhibierenden Epoxyüberzuges in einer Vielzahl an

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Arbeitsweisen aufgebracht werden. Die flüssige Epoxy- einer nach hinten vorspringenden konzentrischen masse kann auf der Kornoberfläche ausgebreitet und Verlängerung der vorderen Motorwand oder des sodann die poröse Tafel darüber angeordnet werden, Verschlußbauteiles durch Festkleben verbunden wird, während sich der Überzug noch im fließfähigen Dieses konzentrische Bauelement kann ein ring-Zustand befindet. Man verfährt hierbei dergestalt, 5 förmiger Flansch oder ein Vorsprung sein, der mit daß die poröse Tafel mit dem flüssigen Polymeren dem vorderen Motorverschlußbauteil einstückig ausimprägniert wird. Auf die Tafel sollte einheitlich ein gebildet ist, oder es kann sich um eine Kopfplatte starker Druck ausgeübt werden, so daß das flüssige handeln, die an der hinteren Fläche des vorderen Polymere durch die poröse Tafel bis zu der Außen- Motorverschlußteiles in irgendeiner geeigneten Weise oberfläche hindurchdringt. Das ausgedrückte Poly- 10 befestigt ist, z. B. durch ein Verkleben, eine Befestigung mere kann sodann durch Bürsten oder in anderer mittels eines Bolzens u. dgl.

Weise glatt über die Außenoberfläche der Tafel aus- Das zur Befestigung des inhibierenden Epoxy-

gebreitet werden. Andererseits kann die poröse Tafel Überzuges vorgesehene konzentrische Verlängerungsin das flüssige Polymere eingetaucht und sodann das- element kann aus jedem starken, starren Material selbe mit gleichmäßigem starkem Druck auf die 15 gefertigt sein, wie Metall oder Kunststoff, z. B. Epoxy-Oberfläche des Treibmittelkornes aufgetragen werden. harz, Phenol-Formaldehyd-Harz od. dgl. Das Epoxy-Nach dem Härten bei Raumtemperatur oder harz des inhibierenden Überzuges haftet zäh an allen erhöhter Temperatur wird die poröse Tafel ein derartigen Materialien sowie auch an dem Treibeinstückiges Teil des inhibierenden Epoxyüberzuges mittelkorn. Der verstärkte inhibierende Epoxyüberzug und erhöht die Zerreißfestigkeit und Widerstands- 20 wird, wenn derselbe sicher in dieser Weise an dem fähigkeit gegenüber Stoß auf das Mehrfache, so daß vorderen Ende der Motorkammer befestigt ist, als ein sich hierdurch eine sehr wirksame strukturelle Ab- starkes abstützendes und festhaltendes Bauelement Stützung für das Korn unter einer kleinstmöglichen für das Treibmittelkorn, wobei die durch die nach Zunahme des toten Gewichtes ergibt. Dies liegt an hinten gerichteten Kräfte bedingten Scherbelastungen der relativ geringen Dichte des Verstärkungsmaterials 25 gleichmäßig über die große Fläche verteilt werden, aus dem organischen Polymeren. die durch die Verbindung zwischen dem Überzug und

Die poröse Tafel kann auf die Größe der abzu- dem Korn vorliegt.

deckenden Kornoberfläche vorgeschnitten werden Unter Bezugnahme auf die Figuren ist in der Fig. 1

oder dieselbe kann in Form eines relativ engen ein Raketenmotor 1 dargestellt, der eine Verbrennungs-Streifens oder Bandes aufgebracht werden, wobei der ₃₀ kammer 2 aufweist, die durch die Motorumkleidung 3, Streifen oder das Band in jeder beliebigen Weise auf ausgekleidet mit der Isolierung 4, gebildet wird, und das Korn aufgewickelt wird. Die Festigkeit der die eine verengte Düse 5 für den Austritt der schub-Struktur des aufgebrachten Überzuges kann ge- bildenden Hochdruck-Verbrennungsgase besitzt. Das gebenenfalls durch Aufbringung einer Anzahl von _VOm Ende aus abbrennende feste Treibmittelkorn 6, Schichten des porösen Tafelmaterials in aufgewickelter ₃₅ das in dem Raketenmotor angeordnet ist, wird gegen Form oder Lamellenform erhöht werden, wobei je eine Zündung an dessen seitlicher Zylinderoberfläche nach den Gegebenheiten zusätzliches ausfüllendes, durch den Überzug 7 inhibiert, der mit derselben flüssiges Epoxypolymeres zugeführt werden kann. verbunden ist und aus Epoxyharz besteht, das ein-

Das Treibmittelkorn muß in der Motorkammer in gegossen in demselben zwei Schichten 8 eines porösen einer stationären Lage verankert werden, um so ein 40 Materials, wie einem gewobenen Gewebe, enthält, Zerbrechen des Kornes oder Verstopfen der Motor- das aus einem organischen polymeren Material düse durch das Korn bei Auftreten rückwärts ge- gefertigt ist, wie Nylon, Kunstseide, Baumwolle, richteter Kräfte zu verhindern, die durch eine hohe, Dacron, Orion u. dgl. Die hintere Endfläche 9 des nach vorn gerichtete Beschleunigung des Motors Kornes 6 stellt die nicht inhibierte Zündoberfläche verursacht werden. Es ist hierbei üblich, das vordere 45 dar. Die vordere Endfläche 10 des Kornes ist klebend, Ende des Kornes mit der Vorderwand der Motor- z. B. mit Epoxyharz, an der vorderen Motorwand kammer fest zu verbinden oder diese Verbindung unter oder Verschlußteil H verbunden, die mit einem um Vermittlung einer Kopfplatte herzustellen, die an dem den Umfang herum gehenden und sich nach hinten vorderen Verschlußteil des Motors befestigt ist, Das erstreckenden ringförmigen Flansch 12 versehen ist, verbindende Klebmittel wirkt ebenfalls als ein in- 50 der ein becherförmiges Bauelement bildet, wobei die hibierender Überzug, um so die Entzündung der vordere Motorwand das Bodenelement darstellt, in vorderen Seite des Kornes zu verhindern. Eine dem das Treibmittelkorn mit seinem seitlichen verderartige Verbindung ist häufig dann unzureichend, stärkten Epoxyüberzug angeordnet ist. Zusätzlich zu wenn das Korn hohen Beschleunigungskräften unter- der Verbindung der vorderen Endfläche 10 mit der worfen wird, und zwar insbesondere in dem Fall von 55 vorderen Motorwand ist das vordere Ende des verAbfangraketen, stärkten Epoxyüberzuges 7 an dem Umfang herum Wenn zusätzlich zu dem Festkleben des Kornes mit mit dem ringförmigen Flansch 12 verbunden. Diese seinem vorderen Ende ein mit Harz verstärktes Bindung kann durch Einsetzen des überzogenen poröses Schichtmaterial als eine zusammenhaltende Kornes in das nach hinten gerichtete becherförmige Umkleidung an der zylinderförmigen Umfangsfläche 60 Teil des vorderen Motorverschlußteiles vor dem des Kornes angebracht wird, wobei der inhibierende Härten und Erstarren des flüssigen Epoxydes erzielt Überzug das mit Harz verstärkte poröse Schicht- werden. Nach dem Verbinden des Kornes mit dem material enthält, das vorzugsweise in Form einer vorderen Motorverschlußteil 11 wird dasselbe in die Mehrzahl an Schichten aus gewobenem Gewebe Motorumkleidung 3 eingesetzt, an der der ringförmige vorliegt, wurde gefunden, daß das Schichtmaterial 65 vordere Flansch 13 des Verschlußteiles 11 durch als eine sehr wirksame strukturelle, zusammenhaltende jedes geeignete Mittel befestigt werden kann, wie z. B. Abstützung für das Korn wirkt, wenn der Überzug einer Klebverbindung 14. Die zu befördernde Ladung mit seinem vorderen Ende um den gesamten Umfang 15 kann sodann an dem Motor befestigt werden.

ίο

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen eine Abwandlung, bei der das Treibmittelkorn 20 ein im Inneren abbrennendes Korn ist, das von der durch die längsseitige Perforation 21 mit kreuzförmigem Querschnitt gebildeten nicht inhibierten Zündoberflächen nach außen hin abbrennt. Die seitliche zylinderförmige Oberfläche des Kornes wird durch den Epoxyüberzug 22 inhibiert, der ähnlich zu dem in der Fig. 2 gezeigten ist mit der Ausnahme, daß derselbe mit drei Gewebeschichten laminiert ist. Die hintere Endfläche des Kornes 20 ist mit einem Überzug aus Epoxypolymeren 23 inhibiert.

Die vordere Endfläche 24 des Kornes ist vorzugsweise mit Epoxyharz an der Kopfplatte 25 befestigt, die in diesem Fall eine flache Scheibe mit dem gleichen Durchmesser ist, wie sie das Korn ohne dessen seitliehen inhibierenden Oberflächenüberzug aufweist, so daß die Kopfplatte eine Grundlage für die gesamte Kornfläche ohne den seitlichen Inhibitor ergibt. Der inhibierende zylinderförmige Überzug 22 erstreckt sich nach vorn über die vordere Fläche 24 des Kornes hinaus, so daß derselbe die kreisförmige seitliche Oberfläche 26 der Kopfplatte 25 umgibt und mit deren Umfang verbunden ist. Dies kann dadurch erzielt werden, daß das vordere Ende des Treibmittelkornes an der Kopfplatte befestigt und sodann der verstärkte inhibierende Überzug 22 um die Kopfplatte und das Korn herum aufgebracht wird. Die Kopfplatte kann aus einem Metall, wie Aluminium, oder aus einem starren Kunststoff gefertigt sein. Die Kopfplatte wird an dem Verschlußteil 27 der vorderen Motorwand in jeder geeigneten Weise befestigt, z. B. vermittels Bolzen und Mutter 28.

Die Fig. 7 und 8 zeigen ein vom Ende aus abbrennendes Korn 30, das eine erste Zündoberfläche 31 aufweist, eine mit Epoxyharz inhibierte Endoberfläche 32 hat sowie an seinem Umfang einen verstärkten inhibierten Epoxyüberzug 33 besitzt, wobei das poröse Verstärkungsmaterial von einem Band 33 gebildet wird, z. B. einem gewobenen Nylonband, das in der dargestellten Weise um das Korn gewickelt und mit dem flüssigen Epoxyd ausgefüllt ist, so daß dasselbe nach dem Härten einen Bestandteil des Überzuges bildet. Wie dargestellt, ist das Band eine einzige Schicht bildend angeordnet, jedoch kann dasselbe auch in einer Vielzahl von Schichten aufgewickelt werden. Es versteht sich weiterhin, daß das Band in einer Vielzahl von räumlichen Anordnungen aufgebracht werden kann.
Die Fig. 9 und 10 zeigen ein Korn 35 kreuzförmigen Dehnung innerhalb eines breiten Bereiches der Umwelttemperatur zu bestimmen.

A. Araldite 502 (das Umsetzungsprodukt aus

Bisphenol A und Epichlorhydrin) 50 Teile

Versamid 125 (ein umsetzungsfähige Amin-

gruppen enthaltendes Polyamid) 50 Teile

DMP-30(Tri-(dimethylaminoäthyl)-

phenol) 3 Teile

B. Araldite 502 50 Teile

Versamid 125 50 Teile

C. Araldite 502 60 Teile

Versamid 125 40 Teile

D. Araldite 502 70 Teile

Versamid 125 30 Teile

Die flüssigen Epoxy- und Polyamidkomponenten wurden miteinander vermischt, und man ließ dieselben bei Raumtemperatur härten. Die bei diesen Prüfungen angewandten Streifen besaßen eine Dicke von 2,54 mm und eine Breite von 12,7 mm.

	—54°C	Dehnung	25	Z. F.	,50C	74C	C
	Z. F.*	°/o	kg/cm2	Dehnung	Z. F.	Dehnung
	kg/cm2	5	157,5	%	kg/cm2	°/o
A	217	4	196	78	9,8	47 -
B	231	4	350	35	10,5	32
C	147	2,5	336	33	42	48
D	87,5	13	23,8	46

* Zerreißfestigkeit — Belastung bei Bruch.

Man sieht, daß alle Epoxymassen ausgezeichnete hohe Zerreißfestigkeiten bei derartig tiefen Temperaturen wie —54° C und ebenfalls bei gewöhnlichen Temperaturen aufwiesen. Bei derartig hohen Temperaturen wie 74°C behielten alle Massen eine wesentliche Zerreißfestigkeit bei, wobei die 60:40-Masse besonders günstige Werte ergab. Der erhebliche Dehnungsgrad bei einer Temperatur von —54° C zeigt eindeutig das Nichtvorliegen einer Versprödung. Diese Prüfungen zeigen ebenfalls, daß Veränderungen in der Epoxymasse angewandt werden, um so den Epoxyüberzug auf die gewünschten physikalischen Eigenschaften zuzuschneiden.

Beispiel 2

Die Masse C des Beispieles 1 wurde mit drei

Querschnitts, das mit einem verstärkten Epoxyüberzug 50 Schichten eines Nylongewebes verstärkt. Die Gewebe-36 an seinen gewölbten seitlichen Oberflächen 37 schichten wurden mit der flüssigen Harzmasse iminhibiert und mit in Längsrichtung verlaufenden seitlichen Vertiefungen 41 versehen ist, die nicht inhibiert sind und somit anfängliche Zündoberflächen 38 ergeben. Die Endflächen 39 und 40 des Korns 35 55 sind in diesem Falle mit Epoxyharz inhibiert. Die vorderen Enden des seitlichen inhibierenden Epoxyüberzuges können an dem Umfang einer entsprechenden Verlängerung des vorderen Motorverschlußteiles befestigt werden, und zwar praktisch 60 in der gleichen Weise, wie es in den Fig. 1 und 4 gezeigt ist.

Beispiel 1

prägniert und unter Ausbildung einer einstückigen Folie gehärtet.

Streifen des verstärkten Epoxyproduktes wurden wie im Beispiel 1 geprüft, wobei praktisch gleiche Temperaturen unter Erzielung der folgenden Ergebnisse angewandt wurden:

Z. F., kg/cm²
Dehnung, % .

-54⁰C

658
36

27° C

668 39

71°C

420

52

Es wurden Versuche mit einem Tinius-Olsen- 65 Man sieht, daß das verstärkende Nylongewebe die Zerreißfestigkeitsmesser an Streifen ausgeführt, die Zerreißfestigkeit des Epoxyüberzuges sehr stark

Elastizität

aus den folgenden Epoxyprodukten hergestellt waren, um so die Zerreißfestigkeit und das Ausmaß der erhöhte und zu einer verbesserten tiefen Temperaturen führte.

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Claims (6)

Beispiel 3 Es wurden vom Ende aus abbrennende feste Treibmittelkörner mit einem Durchmesser von 6,45 cm und einer Länge von 49,5 cm aus einer Treibmittelmasse hergestellt, die aus feinverteiltem Ammoniumperchlorat und Aluminiumpulver besteht, die in einem mit Dioctyladipat plastifizierten Polyvinylchlorid-Brennstoffbindemittel dispergiert sind. Die zylinderförmige Oberfläche jedes Kornes wurde mit einem Überzug, bestehend aus 60 Teilen Araldite 502 und 40 Teilen Versamid 125, inhibiert. Einer der Überzüge wurde nicht verstärkt. Die anderen Überzüge wurden in verschiedener Weise mit einer bis sechs Schichten von Nylongewebe verstärkt. Die Körner wurden in Raketenmotoren eingesetzt und bei Temperaturen von —54 bis 710C statisch abgefeuert. Ein Teil der Körner wurde dreimal durch den Temperaturzyklus von —54 bis 710C geführt und jeweils bei —23°C und 16 Stunden lang bei einer Temperatur von 43° C gehalten und sodann vermittels Röntgenstrahlen auf Fehlstellen untersucht. Hierbei wurden keine Fehlstellen festgestellt. Das Korn wurde sodann in einen Raketenmotor eingesetzt, in dem dasselbe mit der vorderen Motorwand verklebt wurde. Sodann wurde bei einer Temperatur von 210C abgefeuert. Das Abfeuern verlief erfolgreich, und es zeigte sich keine Unzulänglichkeit des Inhibitors. Beispiel 5 Dreizehn vom Ende aus abbrennende Körner mit einem Durchmesser von 33 cm und einer Länge von cm, die aus einer Treibmittelmasse, bestehend aus feinverteiltem Ammoniumperchlorat dispergiert in mit Dioctyladipat plastifiziertem Polyvinylchlorid, hergestellt waren, wurden mit einer flüssigen Epoxymasse überzogen, die aus 50 Teilen Araldite 502, Teilen Versamide 125 und 3 Teilen DMP-30 be- jedem Temperaturextrem 8 Stunden lang gehalten. Der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient der nicht 20 stand und mit sechs Schichten gewobenem Nyloninhibierten Körner betrug etwa 5,5 · 10~5 und der- gewebe verstärkt war. Die überzogenen Körner jenige der inhibierten Körner etwa 5 · IO-5. Die wurden 24 Stunden lang bei einer Temperatur von Röntgenuntersuchung zeigte keine nachteilige Beein- —34° C und 24 Stunden bei einer Temperatur von flussung der Körner oder des Inhibitors. Die vordere 63° C gehalten, ohne daß eine Fehlstelle auftrat. Die Fläche jedes Kornes wurde mit dem vorderen Wand- 25 inhibierten Körner wurden in Raketenmotoren abgeverschlußteil der Motorkammer verbunden. Die inhi- feuert, und zwar zwei bei einer Temperatur von bierenden Epoxyüberzüge einiger Körner wurden an —340C, eins bei einer Temperatur von 7°C und zehn dem vorderen Ende des Kornes mit dem Umfang einer bei einer Temperatur von 25,50C. Alle Abfeuerungen 2,54 cm dicken Kopfplatte verklebt, die ihrerseits an verliefen erfolgreich. der vorderen Motorwand befestigt war. Alle Körner 30 Es lassen sich im Rahmen der Erfindung Abwandbrannten erfolgreich bei allen geprüften Temperaturen lungen und Modifizierungen ausführen, ohne vom ab, wodurch kein Versagen des Inhibitors angezeigt wird. In der folgenden Tabelle sind die Prüfergebnisse zusammengefaßt. Der Buchstabe »X« bezeichnet in dieser Tabelle ein einzelnes Abfeuern eines Kornes. Anzahl der Nylonschichten-540CTemperatur710Cin dem ÜberzugX*25,5° C0X*1X*12X*13X*iX*4X*i5X*iX6X * Dreimal durch den Temperaturzyklus von —54 bis 71° C geführt und bei jedem Temperaturextrem 8 Stunden lang gehalten. Die Röntgenuntersuchung zeigte keine nachteilige Wirkung. 1 Mit Nylon verstärkter inhibierender Überzug, der an dem Umfang der Kopfplatte angeklebt ist. Beispiel 4 Ein vom Ende aus abbrennendes Korn mit einem Durchmesser von 10,2 cm und einer Länge von cm, das aus einer Treibmittelmasse, bestehend aus feinverteiltem Ammoniumperchlorat und Aluminium dispergiert in mit Dioctyladipat plastifiziertem Polyvinylchlorid, hergestellt ist, wurde auf seiner zylinderförmigen Oberfläche mit einer flüssigen Epoxymasse überzogen, die aus 60 Teilen Epoxyverbindung (Araldite 502) und 40 Teilen Polyamidverbindung (Versamid 125) besteht und mit vier Schichten Nylongewebe verstärkt worden ist. Das überzogene Korn wurde 8 Stunden lang bei einer Temperatur von Geist und Umfang derselben abzuweichen. PATENTANSPRÜCHE:

1. Feststofftreibsatz mit durch aufgeklebte Kunstharzüberzüge teilweise gegen Abbrand gesicherten Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die inhibierenden Überzüge aus einem gehärteten Gemisch aus einem Epoxypolymeren und einem Polyamid, das umsetzungsfähige Aminogruppen enthält, bestehen.

2. Feststofftreibsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der inhibierenden Überzüge ein aromatisches Epoxypolymeres ver-

45 wendet ist.

3. Feststofftreibsatz nach den Ansprüchen 1 und2, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische Epoxypolymere das Umsetzungsprodukt aus Bisphenol A und Epichlorhydrin ist.

4. Feststofftreibsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die inhibierenden Epoxypolymerenüberzüge als ergänzenden Bestandteil wenigstens eine Schicht eines porösen Schichtmaterials enthalten, das im wesentlichen aus einem organischen, polymeren Material besteht.

5. Feststofftreibsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Schichtmaterial in der Form eines Gewebes vorliegt.

6. Feststofftreibsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe aus Polyamid besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 974 892; F. A. Warren, Rocket Propellants, 1958, S. 39 und 40.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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