DE816626C - Treibgasgenerator, z. B. fuer Raketenantriebe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen neuen oder verbesserten Treibgasgenerator, der auseinandernehmbar ist, von der Gattung, bei der eine kompakte Ladung, bestehend auseiner Mischung fester Bestandteile der Art, daß wenn Ühre thermische Zersetzung eingeleitet ist, diese Zersetzung exotlhermisch unter Bildung gasförmiger Produkte und ohne Detonation erfolgt, unabhängig von der umgebenden Atmosphäre.

Die neuen oder verbesserten Treibgasgeneratoranlagen umfassen beispielsweise Raketenantriebsvorrichtungen oder Vorrichtungeni die Treibgas unter Druck für eine Antriebsmaschine, ζ. Β. für eine Kolbenmaschine oder Turbine, liefern.

Bei Treibgasanlagen für den Betrieb mechanischer Anlagen und bei einigen Arten von Raketenantrieben, ist es bekamt, eine Reaktionskammer zu benutzen, in die die feste gaserzeugende Ladung eingeführt wird, und in der diese Ladung durch ein Verschlußstück oder eine ähnliche Vorrichtung eingeschlossen wird, wobei diese Kammer einen ständigen Teil der Gesamtvorricrrtiung bildet und wobei, ausgenommen wemni es sich um Geschosse handelt, die Absicht verfolgt wird durch Einführung einer neuen¹ Ladung, die dem Verbrauch unter- as liegt und die aus dem festem gaserzeugenden Gemenge besteht, die Anlage wieder aufzuladen. Die dem Verbrauch unterliegende Ladung, die in die Kammer eingeführt wird, erhält häufig zusätzlich zum kompakten festen Gemenge eine Hülle oder einen Überzug, der die Ladung vor Feuchtigkeit schützen soll, oder es soll auch hierdurch die Art, in welcher die Zersetzung sich ausbreitet, beeinflußt werden, z. B. dadurch, daß gegen die Ausbreitung der Zersetzung über einen gewissen Teil der kornpakten Mischung Schutz geboten wird. Üblicherweise ist) eine solche Hülle, oder ein solcher Überzug der bei eimer kompakten,· gaserzeugenden Ladung verwandt wird, zerstörbar. Ist aber ein Teil der Hülle derart beschaffen, daß er unzerstört zurück-

bleibt, nachdem die Mischung verbraucht worden ist, so wird dieser Teil aus der Reaktionskammer entfernt, bevor die nächste Ladung eingeführt wird. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen leicht zusammenstellbaren Treibgasgenerator herzustellen. Hierbei wird eine dem Verbrauch nicht unterliegende Rahmenkonstruktion, die einem einfachen dem Verbrauch unterliegenden gaserzeugenden) Konstruktionsteil festhält, verwendet.

ίο Die gaserzeugende Ladung entwickelt für einige Sekunden lang ekuen Gasstrom von vorherbestimmbarem Druck, der der Größenordnung nach wenigstens bei 2o Atmosphären liegen kann, wenn die Zündung der Ladung bei angeschlossenem, nicht

»5 dem Verbrauch unterliegenden Rahmenkonstruktionsteil herbeigeführt wird. Es wird aber keine Triebkraft entwickelt bei zufälliger Zündung der Ladung, wenn diese sich 'nicht in der Rahmenkonstruktion befindet.

ao Ein Treibgasgenerator nach vorliegender Erfindung umfaßt einen dem Verbrauch unterworfenen Teil innerhalb einer nicht dem Verbrauch unterliegenden Rahmenkonstruktion. Der dem Verbrauch unterliegende Teil enthält) eine ringförmige, feste, gaserzeugemde Ladung iint einer rohrförmigen Metallhülse oder Hülle, die über die Ladung hinausragt und die an beiden Enden offen ist. Die nicht dem Verbrauch unterliegende Rahmenkonstruktion umfaßt in voneinander lösbaren Teilen ein Schlußstück mit eingefügter Sicherheitsscheibe und ein Schlußstück mit einer Düse, wobei Abstandsstäbe diese Schlußstücke in vorherbestimmter, einstellbarer Entfernung voneinanderhalten und den dem Verbrauch unterliegenden Teil in der Längsrichtung festhalten.

Vorzugsweise wird die ringförmige gaserzeugende Ladung oberflächlich vor Zersetzung im der Längsrichtung durch eine Hülle wärmeisolierenden Materials, die sich zwischen der Ladung und der Metallhülse befindet, geschützt.

Vorzugsweise werden, die Zündmittel für die Einleitung der Zersetzung der ringförmigen, kompakten gaserzeugenden Masse in dem Metallrohr untergebracht. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Zündvorrichtung am Ende des dem Verbrauch unterliegendenTeils angebracht ist, um dem Schlußstück mit Sicherheitsscheibe, das sich in der nicht dem Verbrauch unterliegenden Rahmenkonstruktion befindet, unmittelbar gegenüberzuliegen.

J₀ Bei der vorzugsweise 'herzustellenden Ausführungsform des Treibgasgenerators ist es wünschenswert, daß die Enden des Metallrohrs des dem Verbrauch unterliegenden Teils zueinander parallel und genau lotrecht gearbeitet sind, und daß die Schlußstücke der nicht dem Verbrauch unterliegenden Rahmenkonstruktion mit Nuten versehen sind, um gasdichte Verbindungen mit dem Enden) des Metallrohrs des dem Verbrauch unterliegenden Teils zu ermöglichen.

Der dem Verbrauch unterliegende Teil des Treibgasgenerators wird entweder zwischen den beiden Schlußstücken durdh Abstandsstäbe im Form einstellbarer Bolzen festgeklammert, oder man hält die beiden Verschlußstücke in festem Abstand voneinander und bildet das eine Verschlußstück so aus, daß der Teil, welcher an dom dem Verbrauch unterliegenden Teil der Anlage angrenzt, in Richtung auf diesen letzteren Teil der Anlage mittels eines Schraubringes bewegt werden kann.

Der wiederaufladbare, dem Verbrauch unterliegende Teil der Anlage kann zu Lagerungszwecken mit Verschlußkappen versehen werden, um die hierin befindliche Ladung des festen Gemisches vor Feuchtigkeit und mechanischer Beschädigung zu schützen.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen erläutert, in¹ denen·

Fig. ι eine Ansicht der Gesamtanlage darstellt, die zum Teil im Schnitt wiedergegeben ist, um die innere Konstruktion des dem Verbrauch unterliegenden Teils wiederzugeben. Diese Anlage ist geeignet, um als Raketenantrieb zusätzlich beim Antrieb eines Motorrades zu dienen;

Fig. 2 ist eine Teilansicht, die die bleibende Rahmenkonstruktion der Anlage nach Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 ist ein axialer Längsschnitt der Anlage nach Fig. 1;

Fig. 4 ist ein axialer Längsschnitt: des dem Verbrauch unterliegenden Teils der Anlage, wie in Fig. ι und 3 dargestellt;

Fig. 5 und 6 sind Verschlußkappen für den Teil, der in Fig. 4 dargestellt ist;

Fig. 7 zeigt als Einzelheit einen mit Gewinde versehenen Teil, der mit dem die Düse tragenden Teil zusammenwirkt;

Fig. 8 zeigt eine eine Düse tragende Einzelheit, die einen Teil der Halterung des dem Verbrauch unterliegendenTeils der Anlage darstellt. In diesem Stück wird es in einem mit Gewinde versehenen Kanal eingeschraubt (vergl. hierzu Fig. 2);

Fig. 9 ist eine Ansicht eines teilweise im Schnitt wiedergegebenen Gasableitungsrohres, das an Stelle des die Düse tragenden Teils benutzt wird, w^renn die Gase aus der Anlage eine Antriebsmaschine, z. B. eine Kolbenmaschine oder eine Turbine, betreiben sollen.

In den Fig. 1, 2 und 3 der Zeichnungen ist 1 ein metallisches Schlußstück, das axial durchbohrt ist und im Innern einen Absatz aufweist. Der weitere Teil der Bohrung ist mit Schraubgewinde versehen. Dieses liegt in dem vorspringendem Teil 3 (vgl. hierzu Fig. 2 und 3). Eine mit einer Nut versehene Schlußplatte 2 weist eine axiale Bohrung 5 auf. Diese Bohrung erweitert sich an einer mit einem Absatz versehenen Stelle zu einem weiteren und n₅ zum Teil mit Schraubgewinde versehenen axialen Kanal (vgl. Fig. 2 und 3). Wenn die Anlage zusammengebaut ist, wird eine Scheidewand, die bei bestimmtem Innendruck zu Bruch geht, zwischen den Dichtungen 6" und 6^b angebracht. Die Dichtungen, die auf dem obenerwähnten Absatz liegen, werden dort durch einen Haltering 7, der die gleiche Bohrung wie der Kanal 5 hat, festgehalten (vgl. Fig. 3).

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird in eine genau gearbeitete kreisförmige Nut 8 von rechteckigem

Querschnitt unten ein Dichtungsring beim Zusammenbau der Anlage eingelegt.

Fig. 8 stellt einen Teilschnitt dar, um am dem dort dargestellten Düsenstück eine gleichartige, mit Dichtung versehene Nut 15 zu zeigen. Eine Gasablerikungshaube 9 weist eine Wand 12 auf, die mit Muttern 11 an abseits liegender Stelle der Schlußplatte 2 befestigt ist. An Vorsprüngen sitzen· Abstandsstäbe 10, die durch das Schlußstück 2 gehen, in dem Schlußstück 1 festsitzen und so angeordnet sind, daß sie die Schlußstücke 1 und 2 genau parallel und in gleichem Abstand voneinanderhalten. Sie werden gleichfalls durch die Muttern 11 festgehalten. Ein Zylinder 17 aus Metall nimmt den dem Verbrauch unterliegenden Teil der Ladung auf (vgl. Fig. 4). Dieser Metallzylinder 17 ist mit einer Asbestschicht 18 ausgekleidet, die eine ringförmige Ladung 19 der Mischung eines Nitrats einer Stickstoffbase und eines Sensibilisators zur Einleitung der thermischen Zersetzung aufnimmt. Die Ladung 19 wird fest in die oben angeführte Schicht innerhalb der Metallhülse eingesetzt und zu einer Ringform gebohrt. Die wärmeisolierende Schicht 18 wird dicht zwischen die Preßmischung 19 und die Wand 17 gepreßt, so daß die ringförmige Ladung 19 sicher in einer gleichbleibenden Lage gehalten wird. Die Enden des Zylinders 17 sind genau winkelrecht gearbeitet und die Wandstärke ist so bemessen, daß der Zylinder in die Xuten 8 und 15 eingeführt werden kann. Zwischen den Enden des Zylinders 17 und dem Enden der Asbestschicht 18 und der ringförmigen Ladung der kompakten Mischung wird ein Zwischenraum gelassen der ausreichend ist, um zu erreichen, daß beim Zusammenbau kein Teil in der Längsrichtung gegen die Ladungsenden eingepreßt liegt.

An einem Ende des Zylinders 17 sind die ringförmige Ladung 19 und ihre Isolierung 18 weiter verkürzt, und dort ist ein napfartiger Teil aus leicht deformierbarem Material wie Pappe angebracht, dessen Rand an das Ende der Isolierung grenzt. Dieser Napf enthält ein Kügelchem Schießpulver 21, an dem ein elektrischer Zündkopf 22 angebracht ist, von wo aus die kurzen Leitungen 23 und 24 ausgehen, die Stecker 25 und 26 an den Enden tragen. Die Schlußkappeni (vgl. Fig. 5 und 6) bestehen aus verhältnismäßig dünnen Metallblechen, und sie können leicht über die Enden des Metallzylinders 17 gezogen werden. Der Düsenteil ist als Einzelheit in Fig. 8 dargestellt. Er besteht aus einer metallenen Scheibe 27, die, wie bereits erwähnt, eine Dichtungsnut 15 aufweist. Das Düsenstück weist einen mit Gewinde versehenen Kanal auf, in den ein Venturirohr 14 eingesetzt ist, das außen mit Gewinde versehen, und mit¹ dem es in die Scheibe eingeschraubt ist, um so eine dichte Verbindung unter Zuhilfenahme des Dichtungsringes 28 herzustellen.

Bei dem außen mit Gewinde versehenen Haltering 13 (Fig. 7, vgl. auch Fig. 1 und 3) sind Schlitze

29 vorgesehen, die es ermöglichen' diesen Ring in

das Gewinde 4 einzuschrauben, (vgl. Fig. 2), und zwar nach Einsetzung des Düsenteiles entsprechend Fig. 8 27' und 27" sind Befestigungsbleche zur Anbringung der Vorrichtung an den Rahmen· eines Fahrzeuges.

Zur Ingangbringung der Vorrichtung entfernt man die Verschlußkappen von dem Metallzylinder 17 von einem der im Vorrat gehaltenen Teile der Vorrichtung, die dem Verbrauch unterliegen. Dieser Teil der Vorrichtung wird dann in den Teil eingeführt, der in Fig. 2 dargestellt ist, und zwar durch den mit Gewinde versehenen Kanal im Vorsprung 3, der ausreichend breit¹ ist, um ein Ende des dem Verbrauch unterliegenden Teils bis zum Schlußstück 2 durchzuschieben. Das Ende des Zylinders 17, in dem die Zündvorrichtungen 21 und 22 liegen, wird dann sorgfältig in die Dichtungsnuteru 8 gebracht und die Teile der Zuleitungsdrähte, die außerhalb der Schachtel 20 liegen, werden mit den Steckern 25 und 26 durch einen engen Kanal gezogen, der in dem Verschlußstüc'k 2 vorgesehen ist und nach außen führt¹. Dieser Kanal wird dann durch eine hier nicht dargestellte Packung verschlossen. Der Düsenteil wird danin durch den Kanal 4 eingeführt und die Dichtungsrille 15 sorgfältig in das andere Ende des Zylinders 17 eingepaßt. Der mit Gewinde versehene Ring 13 wird dann eingeschraubt. Dieser drückt auf den mit einer Nut versehenen Ring 27 und 'hierdurch wird eine gasdichte Verbindung go zwischen den Schlußstückeini und der zylindrischen Wandung der Venturi-Düsen-Reaktionskammer hergestellt. Die Sicherheitsscheibe6 ist so bemessen, daß sie bei einem Druck, der den Arbeitsdruck in der Reaktionskammer um ein bestimmtes vorher bestimmbares Maß überschreitet, zu Bruch geht. Wenn die Stecker 25 und 26 mit einer elektrischen Stromquelle verbunden werden, wird am Zündkopf 22 gezündet, wodurch das Schießpulverkügelchen 21 entzündet wird, das wiederum den freiliegenden Teil der Oberfläche der ringförmigen Ladung der kompakten Mischung 19 zur Entzündung bringt, so daß die innere zylindrische Oberfläche sehr schnell durch die heißen Gase gezündet wird, die dort hindurchströmen. Diese Gase entweichen unter Druck durch die Venturidüse 14 und bewirken einen Stoß in entgegengesetzter Richtung. Für den: Betrieb eines Motorrades kann es wünschenswert sein, eine oder mehrere Anlagen dieser Art an jeder Seite der Hinterachse zu befestigen. Dabei wird die öffnung der Gasableitungshaube nach unten gerichtet, so daß, wenn die Sicherheitsscheibe 6 zu Bruch gehen sollte, die Bruchstücke und heißen Gase, die dabei durch den Kanal 5 ausströmen, nach unten gerichtet werden. Werden zwei der Anlagen angebracht, so werden die Befestigungsbleche 27', 27" zueinander spiegelbildlich in bezug auf die öffnung der Gasablenkungshaube angeordnet. Wenn die Anlage zum Starten einer Maschine oder ähnlich benutzt werden soll, wird das mit einer Nut und Dichtung versehene Ende des Gasableitungsrohres dazu gebracht, in gleicher Weise auf das Ende des Metallzylinders 17 einen Druck auszuüben, wie er im Falle des die Düse tragenden Teilstücks (Fig. 8) ausgeübt wird. Nachdem die Ladung verbraucht worden ist, wird der Haltering 13 abgeschraubt,

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das Düsenstück 14 entfernt, desgleichen das Rohr 17. Die Überreste der Zündvorrichtung können jetzt über die am geeignetsten scheinende Seite des Schlußstücks 2 herausgezogen werden. Das Rohr 17 ist unbeschädigt und kann wieder aufgeladen werden, üblicherweise wird man aber mehrere geladene, dem Verbrauch unterliegende Teile der Anlage vorsehen. Dichtungen und Sicherheitsscheibe wird man von Zeit zu Zeit erneuern müssen.

Vorteile der Erfindung sind die Gewichtsverminderung bei dem permanenten Teil der Anlage, die besonders wichtig bei Fahrzeugen mit nur gelegentlichem Antrieb ist. Außerdem besteht eine Gesamtgewichtsvermküderung, die dadurch bewirkt wird, daß der Zylinder 17 in Verbindung mit den kleinen Schlußkappen den einzigen Behälter darstellt, der für jede Ladung der gaserzeugenden Masse erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil ist, daß der Behälter mit der Ladung an sich keine Raketenh eigenschaften hat, so daß jede zufällige Zündung der Massenur die Wirkung haben wird, daß die leichten Schlußkappen weggeblasen werden; es wird aber nicht mit der Zündung die Wirkung verknüpft sein, daß ein schwerer Gegenstand weggeschleudert wird.

Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil bei Ausführung einer Raketenanlage ist der, daß die Anbringung der Zündmittel erleichtert ist, so daß die Zündung von dem Ende aus, das von der Düse entfernt liegt, erfolgt, wobei die Zündung über die ganze freie Oberfläche der ringförmigem kompakten Masse der gaserzeugenden Mischung durch die Richtung des Gasstroms unterstützt wird. Die Entfernung der Reste der Zündvorrichtung ist ebenifalls sehr leicht, da die Entfernung der rohrförmigen Hülse aus ihrem Sitz sie offenlegt und zugänglich macht.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Treibgasgeneratoranlage, bestehend aus einem Teil, der verbrauch* wird innerhalb einer Rahmenkonstruktion als weiteren Teil, der als solcher nicht verbraucht wird, wobei der dem Verbrauch unterliegende Teil aus einer ringförmigen festen gaserzeugenden Ladung besteht, die eine rohrförmige metallische Umhüllung oder Hülse aufweist, die sich über die Ladung hinaus erstreckt, an beiden Seiten offen ist¹ und bei der die nicht dem Verbrauch unterliegende Rahmenkonstruktion in voneinander lösbaren Teilen ein Schlußstück mit eingefügter Sicherheitsscheibe und ein Schlußstück mit Düse enthält, ferner Abstandsstäbe aufweist, welche die Schlußstücke in vorherbestimmter einstellbarer Entfernung voneinanderhalten und den dem Verbrauch unterliegenden Teil der Anlage in der Längsrichtung festhalten.
2. 2. Treibgasgeneratoranlage nach Anspruch 1, bei der der dem Verbrauch unterliegende Teil eine Umhüllung von wärmeisolierendem Material enthält, die sich zwischen der ringförmigein! gaserzeugenden Ladung und der Metallhülse befindet.
3. 3. Treibgasgeneratoranlage nach Anspruch 1 oder 2, bei der der dem Verbrauch unterliegende Teil mit Zündungsmitteln versehen ist, um die Zersetzung der ringförmigen festen gaserzeugenden Ladung einzuleiten.
4. 4. Treibgasgeneratoranlage nach Anspruch 3, bei der die Zündvorrichtung am Ende des dem Verbrauch unterliegenden Teils an das düsenlose Schlußstück der nicht dem Verbrauch unterliegenden Rahmenkonstruktion angrenzt.
5. 5. Treibgasgeneratoranlage nach den Ansprüchen ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Metallrohres des dem Verbrauch unterworfenen Teils zueinander parallel liegen und genau lotrecht gearbeitet sind.
6. 6. Treibgasgeneratoranlage nach Anspruch 5, bei der die Schlußstücke des nicht dem Verbrauch unterliegenden Teils mit Nuten versehen sind, um gasdichte Verbindungen mit den Enden des Metallrohrs, des dem Verbrauch unterliegenden Teils zu ermöglichen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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