DE2027801C3 - Treibsatz für Feuerwerksraketen und ein Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Treibsatz für Feuerwerksraketen und ein Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
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- C06B45/10—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component the organic component containing a resin
Description
Die Erfindung betrifft einen Treibsatz für Feuerwerksraketen und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Aus der DE-AS 12 75 929 sind Treibmittelmassen für
Raketensätze und dergleichen bekannt, bei denen einem festen Oxidationsmittel mit einem Polymerisat als
Bindemittel geringe Mengen von Metallohromit oder -chromat zugesetzt sind, wodurch die Eigenschaften der
Masse gleichzeitig hinsichtlich der Brenngeschwindigkeit und des Druckexponenten verbessert werden. Das
Metallchromat, z. B. Kupferchromat, wirkt dabei als
Katalysator.
ίο Aufgabe der Erfindung ist es, einen Treibsatz für
Feuerwerksraketen auf der Basis von festem Oxidationsmittel, einem Polymerisat als Bindemittel und mit
einem Zusatz an Kupferchromat zu schaffen, der mittels einer Zündschnur oder dergleichen leicht brennbarem
Material direkt zündbar ist, bei dem also keine gesonderte Übertragungsladung vorgesehen sein
braucht.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1;
die Unteransprüche 2-9 definieren vorteilhafte bzw. zweckmäßige Weiterbildungen des Patenthauptanspruchs, während die Ansprüche 10—12 im Rahmen der
Erfindung liegenden Verfahren für die Herstellung des Treibsatzes angeben.
Die erfindungsgemäße Ausbildung ist besonders vorteilhaft für kleine Raketen, die etwa als Notsignalraketen aus der Hand abzufeuern sind, in Fäifcn also, wo
eine elektrisch zu zündende Übertragungsladung unpraktisch oder gar nicht verwendbar ist. Man kann
jo deshalb von den bekannten vorteilhaften Eigenschaften
plastischer Treibladungen — kostengünstige Fertigung, Fehlen von Spannungsentwicklung bei thermischer
Expansion oder Konzentration — Gebrauch machen, ohne durch die bisher für erforderlich gehaltenen hohen
Zündtemperaturen zu aufwendigen Zündeinrichtungen genötigt zu sein.
Es ist vorteilhaft wenn das Kupferchromat diskontinuierlich über die Gesamtheit der außen liegenden
Treibladungsmasse verteilt wird, d. h. die Verteilung ist
nicht derart, daß sich eine kontinuierliche Schicht von
Kupferchromat als Überzug auf der Oberfläche ergibt und die Treibladung vollständig maskiert Eine solche
diskontinuierliche Verteilung stellt sicher, daß mit der Zündung sich die Flammenfront gleichförmig über die
Treibladungsoberfläche ausbreitet. Obwohl es im allgemeinen vorteilhaft ist, wenn sich eine diskontinuierliche Verteilung des Kupferchromats oder der Gesamtheit der exponierten Treibladungsoberfläche ergibt,
wird es in den meisten Fällen genügen, bloß dafür zu
■jo sorgen, daß sich eine diskontinuierliche Schicht von
auf der Treibladungsoberfläche, ist besonders wünschenswert in Fällen, in denen sich eine ausgeschiedene
Bremsschicht des viskü-elastischen Flüssigkeitsbinders auf der Oberfläche gebildet hat als Ergebnis eines
Preßvorganges, dem die Treibladungszuammensetzung
ei) ausgesetzt worden ist. Eine solche ausgeschiedene
Schicht, die die Zündung der Treibladungsmasse verzögern oder sogar verhindern kann, bildet sich mit
größerer Wahrscheinlichkeit dann, wenn die Zusammensetzung einen relativ hohen Binderanteil enthält
hs Die Binderschipht kann als thermischer Isolator
wirken oder in anderer Weise die Zündung verhindern oder die Ausbreitung der Flammenfront verzögern und
infolgedessen die Rate des austretenden Gases der
Treibladung ungenügend machen, um eine gleichförmige Verbrennung aufrechtzuerhalten, so daß die Rakete
von allein erlischt.
Das Kupferchromat kann in verschiedener Weise auf die Treibladungsoberfläche aufgebracht werden. Demgemäß
kann das Kupferchromat beispielsweise durch Aufstäuben oder Aufsprühen aufgebracht werden,
wobei die Feststoffpartikeln auf der Oberfläche gehalten werden durch eine milde Adhäsionswirkung
des Binders. Alternativ kann das Kupferchromat aufgebracht werden in Form einer Aufschlämmung in
einer leicht flüchtigen Flüssigkeit, wonach diese Flüssigkeit zum Verdunsten gebracht wird. Es ist
wünschenswert, eine flüchtige Flüssigkeit zu benutzen in Form eines Lösungsmittels für den Binder, beispielsweise
Petroleumäther, da die Wirkung eines solchen Lösungsmittels dazu führt, daß die Kupferchromatpartikeln
dichter in die Treibladungsoberfläche eingebettet werden. Es ist manchmal vorteilhaft, wenn das
Kupferchromat auf die Treibladungsoberfläche in Aufschlämmungsform in einem solchen Lösungsmittel
aufzubringen ist, die Viskosität des Lösungsmittels zu erhöhen durch Auflösen kleiner Quantitäten eines
visko-elastischen Materials, beispielsweise zur Erzeugung einer 0,5- bis 5prozentigen Lösung. Ein Beispiel für
ein brauchbares visko-elastisches Material ist hochmolekulargewichtiges
Polyisobutyl.
Es ist wichtig, daß die Dicke jeder Schicht von Kupferchromat, die auf die Treibladungsoberfläche
aufgebracht worden ist, nicht zu groß ist, da eine solche
Schicht als thermischer Isolator wirken kann und damit die Zündung verzögern oder unterbinden kann. Im
allgemeinen sollte die Quantität von Kupferchromat, die auf die Treibladungsoberfläche aufgebracht wird,
geringer sein als erforderlich wäre, um eine durchgehende Schicht zu bilden.
Vorteilhafterweise sind die Partikelgrößen des Kupferchromats so gewählt, daß im wesentlichen die
Gesamtheit des Kupferchromats kleiner ist als 0,124.
Vorteilhafterweise zusätzlich zum Aufbringen des Kupferchromats auf die Treibladungsoberfläche kann
das Kupferchromat auch auf die Treibladungsmasse verteilt werden. Vorteilhafterweise ist die gaserzeugende
Zusammensetzung eine innige Mischung von Bestandteilen mit mindestens 0,5 Gewichts-% Kupferchromat.
Vorzugsweise umfaßt die gaserzeugende Zusammensetzung zwischen 1 und 2 Gewichts-%
Kupferchromat Im allgemeinen hat sich gezeigt, daß nur ein geringer oder gar kein Vorteil erzielbar ist durch
oberhalb 2 Gewichts-% tagender Anteile von Kupferchromat.
Wenn eine Treibladungsmasse verwendet wird, die einen Anteil von Kupferchromat, über die Gesamtmasse
verteilt, enthält, wird gewöhnlich das Kupferchromat in der zu zündenden Oberfläche vorhanden sein, und im
allgemeinen ergibt sich wenig oder gar kein Vorteil, wenn auf die Oberfläche zusätzlich Kupferchromat
aufgebracht wird. Wie jedoch oben erläutert wurde, kann sich auf der Treibladungsoberfläche eine ausgeschiedene
Binderschicht ablagern, und es ist in solchen mi
Fällen wünschenswert, auf die Oberfläche Kupferehromat
aufzubringen, beispielsweise durch Aufstäuben oder Aufsprühen, um auf diese Weise sicherzustellen, daß sich
zur Erleichterung der Zündung geriigend Kupferchromat an der Oberfläche befindet. Alternativ kann es f,-,
möglich sein, die Kupferchromatpartikeln, die in die Treibladungsmasse eingebettet sind, freizulegen durch
Auslösen mindestens eines Teils der abgeschiedenen Schicht durch ein geeignetes Lösungsmittel,
Zündschnur ist ein bekanntes leicht brennbares Material, da? im allgemeinen aus Baumwolle besteht, die
mit einer Lösung von schwefelfreiem gemahlenen Schießpulver in Gummi arabicum oder Stearin imprägniert
ist. Schwefelfreies gemahlenes Schießpulver umfaßt etwa 70 Gewichts-% Kaliumnitrat und etwa 30
Gewichts-% Holzkohle, und die Partikelgröße des Pulvers ist kleiner oder gleich 0,066.
Die Zündschnur oder dergleichen leicht brennbares Material kann gezündet werden durch irgendeine
geeignete Vorrichtung, beispielsweise durch einen Funken von einer Zündkapsel oder durch eine
Bickford-Zündschnur.
Es ist nicht wesentlich, daß irgendein Teil der Zündschnur oder dergleichen leicht brennbaren Materials
in Kontakt mit der Treibladung steht.
Vorteilhafterweise erstreckt sich die Zündschnur oder dergleichen leicht brennbares Material durch die
Düse der Rakete und endet nahe der freiliegenden Oberfläche der Treibladungsmasse, '-.^rzugsweise ist
diese freiliegende Oberfläche eine solctie, die mindestens teilweise freiliegendes Kupferchromat aufweist. Der
Punkt, an dem die Zündschnur oder dergleichen leicht brennbares Material endet, hängt von der Konfiguration
der Treibladungsmasse ab und davon, wo es erwünscht ist, daß die Initialzündung der Treibladungsmasse erfolgen soll. Demgemäß kann beispielsweise die
Zündschnur nahe dem rückseitigen Ende der Treibladungsmasse enden oder in oder durch eine Bohrung in
der Treibladungsmasse ragen und entweder innerhalb der Bohrung enden oder an einem Punkt außerhalb der
Treibladungsmasse und nahe dem Vorderende derselben.
Die Zündschnur oder dergleichen leicht brennbares Material kann selbstabstützend sein, oder es können
Abstützeinrichtungen vorgesehen werden, beispielsweise ein Rohr, das die Zündschnur oder dergleichen leicht
brennbares Material umgibt. Das Rohr kann aus Kunststoffmaterial, Papier oder Metall bestehen. Das
Vorhandensein eines Rohres rings um die Zündschnur oder dergleichen leicht brennbares Material erhöht
erheblich die Bewegungsgeschwindigkeit der Zündflamme.
Diese Gestaltung ist an sich bekannt aus der DT-AS 10 66 177.
Vorzugsweise ist das Feststoff-Oxydationsmittel in der plastischen gaserzeugenden Zusammensetzung
Ammonium-Perchlorat.
Der visko-elastische flüssige Binder ist vorzugsweise
Polyisobutyl. Um die Wirkung des Binders zu verbessern, kann ein geringer Anteil eines oberflächenaktiven
Mittels in die plastische gaserzeugende Zusammensetzung inkorporiert sein.
Vorzugsweise ist das oberflächenaktive Mittel ein Gemisch von mindestens zwei organischen Verbindungen,
von denen mindestens eine ein organisches Sulfat ist, ein anorganisches Salz einer veresterten dibasischen
Sulfonatsäure oder ein Ester einer Langketten-Fettsäure.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des oberflächenaktiven Mittels in der gaserzeugenden Zusammensetzung
etwa 1 Gewichts-%.
Die Treibladungszusammensetzung kann ferner ein Moderiermittel umfassen wie beispielsweise Ammoniumpicrat
oder Oxamic".
Weitere Einzelheiten bezüglich plastischer gaserzeugender Zusammensetzung, die als Treibladungsmasse in
Verbindung mit dem Anmeldungsgegenstand brauchbar
sind, finden sich in der britischen Patentschrift 9 15 910.
Nachfolgend werden zwei Beispiele für plastische gaserzeugende Zusammensetzungen gegeben, die gemäß der Erfindung anwendbar sind, wobei alle Anteile
in Gewichtsprozenten angegeben sind:
Polyisobutyl 12.5
Oberflächenaktives Mittel 1
(Pentaerythritol-Dioleat 30
äthyl-Oleat 40
Natrium Diociyl.SuIfosuecinat 30
Kupferchromat I
Kupferchromat I
II. Ammonium-Perchlorat 85.5
Polyisobutvl 12.5
Titandioxid I
Titandioxid I
Oberflächenaktives Mittel I
/.«Oi -\üSiüi'ir üügSn.'i (Vieri von r\aReieii mit L'lfietll
Treibsatz gemäß der Erfindung sollen nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen naher erläutert
werden:
I ι g. I zeigt einen Axialschnitt einer ersten Ausführungsform
der Rakete, und
I ι g. 2 zeigt einen kleineren Maßstab als in F i g. I einen Axialschnitt einer zweiten Ausführungsform.
Die in F ι g. I der Zeichnung dargestellte erste
Ausfuhrungsform der Rakete umfaßt ein im allgemeinen
rohrformigcs Raketengehäuse, von dem ein Teil mil
dem Bezugszcichen I gekennzeichnet ist. Eine im
allgemeinen zylindrische Verbrennungskammer 2 ist gegen Axialverschiebung innerhalb des Raketengehäuses
I mittels Sicken 3 und 4 gesichert, die in dem
R.iketengL'häusc vorgesehen sind Ein Düsenteil 5 ist am
linieren Ende der Verbrennungskammer I vorgesehen. und die obere Endwandung der Verbrennungskammer
ist mit einem rohrförmigen Fortsatz 6 verringerten
Durchmessers versehen. Der Fortsatz f> bildet eine
Verbindung zu einer oberen Kammer der Rakete (nicht ti.;ri_-es.ιc111). die eine .Signalmischung, beispielsweise ein
I.cui ht- oder Rauchsignal, enthalten kann. Der Fortsatz
thalt
eine Zundmischung 7.
i .",e Treibiadungsmasse 8. bestehend aus einer
pl,is-"-,Lpen gaserzeugenden Zusammensetzung, wie
ober, erläutert, paßt dicht in die Verbrennungskammer
2 Di·,· Lange der Treibladungsmasse 8 ist geringer als
die innere Lange der Verbrennungskammer 2. und es ergibt sich ein Spalt zwischen dem Düsenteil 5 und dem
"■iheij'i-iegenen F.nde der Treibiadungsmasse.
Line Zündschnur 9 erstreckt sich von einem Anfeuerungsteil 10 durch die Öffnung in dem Düsenteil
ΐ :-nd endet an der tiefsten Stelle einer Ausnehmung 11
;m rückseitigen Endabschnitt der Treibiadungsmasse 8. Die Ausnehmung 11 ist mit einer diskontinuierlich
verteilten Oberflächenbeschichtung von Kupferchro mat versehen.
Bei der Zündung wird die Zündung von den Anfeuerungsteil 10 auf die Zündschnur 9 übertragen, die
über ihre ganze Länge abbrennt und ihrerseits die Treibiadungsmasse 8 zündet. Das durch die Verbren
nung der Treibladung erzeugte Gas erzeugt die Antriebskraft für die Rakete. Nach einiger Zeit zünde
die brennende Treibiadungsmasse die Übertragungs zündmasse 7, die ihrerseits die Signalmischung zündet.
In Fig. 2 ist die zweite Ausführungsform einei
Rakete dargestellt, die eine zylindrische Verbrennungs kammer 12 aufweist. Ein Düsenteil 13 ist an einem Ende
der Verbrennungskammer vorgesehen. Ein Verschluß teil 14, das gegen Axialverschiebung durch eine Sicke If
gesichert ist, bildet die andere Endwandung dei Verbrennungskammer.
Eine hohe zylindrische Treibiadungsmasse 16 ist ir den innenraum der Verbrennungskammer 12 eingepaßt
und das hohle Innere der Treibiadungsmasse verjüngt sich /u jedem Ende der Kammer hin, d. h„ der hohle
Innenraum der Treibiadungsmasse besitzt kegelstumpf förmige Ausbildung an jedem Ende der Kammer. Die
Treibiadungsmasse ist eine oben beschriebene plasti sehe gaserzeugende Zusammensetzung. Eine schemalisch
mit der gestrichelten Linie 17 in F i g. 7 angedeutete Zündschnur erstreckt sich vom Äußerer
des Düscrueils 13 durch den Hohlraum der Treibla
dungsmasse und ist längs dem größeren Teil ihrer Erstreckung von einem Papierrohr 18 umschlossen. Da?
Rohr endet nahe einer Scheibe zundfähig gemachten Batistes 19. der parallel zum VerschluDteil 14 an der
Basis des kegelstumpfförmigen Hohlraums der Treibladungsmasse angeordnet ist. Die Oberfläche des
kegelstumpfförmigen Hohlraums der Treibladungsmasse, also die Stellen 20 und 21. sind mit einer
diskontinuierlich verteilten Oberflächenbeschichtung von Kupferchromat versehen. Die Zündschnur erstreckt
sich aus dem Papierrohr 18 heraus und endet nahe dem zündfähig gemachten Batist.
Zur Inbetriebnahme des in F i g. 2 gezeigten Raketenmotors wird die Zündschnur 17 in geeigneter Weise
gezündet, beispielsweise durch den Funken von einem Zündhütchen. Die Zündschnur brennt dann schnell über
die ganze Länge ab und zündet den zündfähig gemachten Batist 19. der seinerseits die Zündung auf die
Treibiadungsmasse 16 überträgt.
Das Papierrohr 18 dient der Abschirmung der Treibiadungsmasse gegen die längs der Zündschnur
wandernde Flammenfront und stellt damit sicher daß die Zündung der Treibiadungsmasse zunächst vom
frontseitigen Ende der Verbrennungskammer aus beginnt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. Treibsatz für Feuerwerksraketen, der mittels einer Zündschnur oder dergleichen leicht brennbarem Material direkt zündbar ist, auf der Basis von
festem Oxydationsmittel, einem Polymerisat als Bindemittel und mit einem Zusatz an Kupferchromat dadurch gekennzeichnet, daß der
Treibsatz eine plastische Beschaffenheit aufweist und als Bindemittel einen polymeren aliphatischen
Kohlenwasserstoff mit Seitengruppen enthält, der eine visko-elastische Flüssigkeit darstellt, mit einer
Viskosität im Bereich zwischen 250 000 und 7 000 000 Poise bei 25° C, und daß das Kupferchromat an mindestens einem Teil der Treibsatzoberfläche aufgebracht ist
2. Treibsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupferchromat diskontinuierlich
über im wesentlichen die gesamte außenliegende Treibladungsoberfläche verteilt ist
3. Treibsatz ,nach einem der Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des Kupferchromats kleiner/gleich 0,124 mm beträgt
4. Treibsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der visko-elastische
flüssige Binder Polyisobutyl ist
5. Treibsatz nach einem der Aasprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Teil eines
oberflächenaktiven Mittels enthält
6. Treibsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des oberflächenaktiven
Mittels 1 Gewichü.-% beträgt
7. Treibsatz nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Mittel
ein Gemisch von mindestens zvsi organischen Verbindungen ist, von denen mindestens eine ein
organisches Sulfat ist, ein anorganisches Salz einer veresterten dibasischen Sulfonatsäure oder ein Ester
einer langkettigen Fettsäure ist.
8. Treibsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7„_
dadurch gekennzeichnet, daß er ein Moderiermittel hält.
9. Treibsatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Moderiermittel Oxamid ist.
10. Verfahren zur Herstellung des Treibsatzes mit einem Zusatz an Kupferchromat nach einem der
Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupferchromat durch Aufsprühen oder Aufstäuben
auf mindestens einen Teil der Treibladungsoberfläche, die zu zünden ist, aufgebracht wird.
11. Verfahren zur Herstellung des Treibsatzes mit
einem Zusatz an Kupferchromat nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
Kupferchromat in Form einer Aufschlämmung in einer leicht flüchtigen Flüssigkeit auf mindestens
einer·. Teil der Treibladungsoberfläche aufgebracht wird, die zu zünden ist und daß die leicht flüchtige
Flüssigkeit anschließend verdunstet wird.
12. Verfahren nach Anspruch II, dadurch
gekennzeichnet, daß als leicht flüchtige Flüssigkeit ein Lösungsmittel verwendet wird, das das Bindemittel aufzulösen in der Lage ist.
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1970
- 1970-06-05 DE DE19702027801 patent/DE2027801C3/de not_active Expired
Also Published As
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