DE908353C - Antriebsvorrichtung fuer Spielzeuge, Modelle od. dgl. - Google Patents

Description

Es ist bekannt, Raketen als Antriebsmittel ganz allgemein zu benutzen. Für den Antrieb von Spielzeugen und Modellen sind die bisher bekannten Feuerwerksraketen jedoch wenig brauchbar wegen der in großer Menge auftretenden festen Verbrennungsprodukte des Schwarzpulvers und ähnlicher Stoffzusammensetzungen, welche leicht dazu führen, daß enge öffnungen verstopft werden. Diese Feuerwerksraketen sind auch aus dem Grunde wenig brauchbar, weil sie einen hohen Verbrennungsindex besitzen und es infolgedessen leicht dazu kommt, daß diese Stoffzusammensetzungen explodieren, wenn der Druck der Gase zu sehr ansteigt, bevor sie entweichen können. Aus diesen Gründen ist die Stoßkraft, welche auf das Spielzeug oder das Modell ausgeübt werden kann, außergewöhnlich beschränkt. Es kommt noch hinzu, daß diese Stoffzusammensetzungen für die Benutzung in Innenräumen ungeeignet sind. Die bei den üblichen Feuerwerksraketen auftretenden Flammen und Funken und deren leichte Entzündbarkeit stellen auch eine Gefahr für den Benutzer dar, insbesondere wenn diese von Kindern benutzt werden und gleichzeitig mehrere Raketen in Vorrat gehalten werden, um das Spielzeug oder Modell für aufeinanderfolgende Fahrten benutzen zu können. Es kommt noch hinzu, daß der Feuerwerkscharakter der üblichen Raketen deren Verpackung, Lagerung und Transport in großen Mengen sehr unzweckmäßig und kostspielig macht.

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Spielzeuge, Modelle od. dgl., bei der der An

trieb durch eine sich selbst unterhaltende, einen Gasaustritt bewirkende Reaktion stattfindet. Hierbei treten die erwähnten Nachteile nicht auf, welche die bisher bekannten Antriebsvorrichtungen, die auf Anwendung von Raketen beruhten, besaßen.

Gemäß der Erfindung besteht die Vorrichtung aus einem zylindrischen Gehäuse aus wärmeisolierendem Material, in das passend eine gepreßte gaserzeugende Ladung eingesetzt ist, wobei dieses ίο Gehäuse an einem Ende geschlossen ist und am anderen Ende mit einem Begrenzungselement aus wärmewiderstandsfähigem festem Material versehen ist, das gelocht ist, um so eine Gasaustrittsöffnung von bestimmten Abmessungen zu schaffen, durch die das Gas mit geregeltem Druck austreten kann. Dabei ist die gepreßte Ladung von einer solchen Länge mit Bezug auf das Gehäuse, daß zwischen einer Endoberfläche der Ladung und dem Begrenzungselement ein Luftraum geschaffen wird, ao und die Ladung steht an dieser Stelle mit der zylindrischen Gehäusewandung nicht in Berührung, wobei an dem Gehäuse ein geschwächter Teil geschaffen ist, welcher bei einem bestimmten Druck oberhalb des gewünschten Arbeitsdruckes aufbricht. Der geschwächte Teil des Gehäuses besteht zweckmäßig aus einer umgelegten Faltung des Isolationsmaterials, welches aufgefaltet wird, wenn ein bestimmter Überdruck in der Vorrichtung erzeugt wird, der über dem gewünschten Arbeitsdruck liegt.

Um die gewünschte, ohne Entwicklung von Flammen auftretende Zersetzung zu erreichen, besteht die Ladung aus Guanidinnitrat und der die Empfindlichkeit steigernde Stoff aus einem Phenolderivat, welches eine Anzahl von Substituentengruppen enthält, deren jede aus einem Stickstoffatom besteht, das ausschließlich an mindestens ein Endwasserstoffatom und an eines der Kernkohlenstoffatome des Phenols gebunden ist. In dem Fall, wo mit Guanidinnitrat gearbeitet wird, kann der die Empfindlichkeit steigernde Stoff beispielsweise ein Polynitrophenol oder ein PoIynitrosophenol sein, beispielsweise 2,4-Dinitroresorcinol, 2, 4-Dinitrosoresorcinol, 2,4-Dinitroparacresol, der in Mengen von 8 bis 20 Gewichtsprozent des Guanidinnitrats vorliegt. Es ist zweckmäßig, der Masse nicht mehr als 1 % Vanadiumpentoxyd einzuverleiben. Es kann auch eine aliphatische Säure, ausgewählt von der Gruppe Weinsäure, Zitronensäure, Fumarinsäure und Maleinsäure, als teilweiser Ersatz und sogar in Mengen von 20 bis 30% als vollkommener Ersatz des Polynitrophenols oder Polynitrosophenols angewandt werden. Der Stoffzusammensetzung kann vorteilhaft auch Asbestfaser zugegeben werden, jedoch zweckmäßig nicht mehr als 1 %. Hierdurch wird die Kraftentwicklung erhöht, weil durch diesen Zusatz die Zersetzung unterstützt wird. Gewünschtenfalls kann die Masse auch Kaliumnitrat, jedoch nicht mehr als 0,5%, enthalten, wodurch die Entzündbarkeit gesteigert wird. Ladungen, welche auf Mischungen von Guanidinnitrat und Polynitrophenolen oder Polynitrosophenolen aufgebaut sind, sind in der britischen Patentschrift" (Aktenzeichen 27240/47) beschrieben. In dem Fall, wo Guanidinj nitrat angewandt wird, können auch andere die J Empfindlichkeit steigernde Stoffe verwendet wer-■ den, beispielsweise Chromate, Bichromate und Polychromate von Alkalimetallen oder Ammonium, Nitrocellulose, Ammoniummolybdad oder Molybdänsäure mit Asbest oder Cuprochlorid oder Cupryoxyd, wobei diese Stoffe in Mengen von etwa 3 bis 12 % angewandt werden. In dem Fall, wo Nitroguanidin verwendet wird, können Chromate, Bichromate oder Polychromate der Alkalimetalle oder von Ammonium verwendet werden.

Gewünschtenfalls können eine örtliche Erhitzung bewirkende Mittel von dem Benutzer durch ein Gasaustrittsloch eingeführt werden, und diese können beispielsweise aus einer gewissen Länge eines Zünders oder einer Streichholzmassestoffzusammensetzung bestehen, die die Form eines Fadens besitzen oder auf einem Draht angebracht sind, wobei der nach außen ragende Teil dieses Zünders angesteckt wird. Die die örtliche Erhitzung hervorrufenden Mittel können auch die Form einer Drahtlänge od. dgl. besitzen, die beispielsweise in einem Ofenfeuer, Gasflamme oder durch eine Zündholzflamme erwärmt wird. Es ist hervorzuheben, daß die in den Handel gebrachte Vorrichtung keine nach außen ragende Zünder oder ähnliche Zündmittel besitzt. Die während der Zersetzung der empfindlich gemachten Nitroguanidin- oder Guanidinnitratstoffzusammensetzung erzeugten Gase werden gewöhnlich unter Entstehung einer sehr kleinen Flamme oder gar keiner Flamme erzeugt, welche durch ein Gasaustrittsloch oder -austrittslöcher entweichen kann. Das die Wandung begrenzende Element kann aus einer temperaturwiderstandsfähigen Metallkonstruktion, bei- ioo spielsweise aus einer Zinnplatte, Aluminiumlegierungen, Nickel, nichtrostendem Stahl, nichtporösen feuerfesten Materialien, wie Kieselsäure, Porzellan oder gepreßten Asbestplatten, bestehen. Da diese Ladungen in marktfähiger Form keinen nach außen ragenden Zünder oder ähnliche Zündmittel enthalten, sind sie ausreichend sicher, daß sie von. Kindern benutzt werden können.

Das Isolierungsmaterial der zylindrischen Gehäusewand, die nicht mit der Ladung in Berührung steht, kann einen geschwächten Teil besitzen, welcher aufbricht, wenn ein vorher bestimmter Druck, der über dem eigentlichen Arbeitsdruck liegt, erreicht wird. Da jedoch bei der Anordnung des Wandbegrenzungselementes an dem diese Wandung bildenden Isolierungsmaterial das letztere deformiert werden muß, beispielsweise dadurch, daß das Ende über das feste Wandbegrenzungselement gefaltet wird, ist es zweckmäßig, die zylindrische Gehäusewandung aus einem derartigen Werkstoff herzustellen, daß diese Umbördelung sich selbst auffaltet, wenn ein vorher bestimmter Druck erreicht wird, der über dem gewünschten Arbeitsdruck innerhalb des Gehäuses liegt. Dieser vorher bestimmte Druck ist dabei niedrig genug, daß ein Notgasaustritt geschaffen wird, bevor

irgendeine Gefahr der explosiven Zersetzung der Ladung eintritt.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. ι im vergrößerten Maßstab einen Längsschnitt durch eine derartige Vorrichtung und Fig. 2 einen Grundriß derselben, wie sie beispielsweise zum Antrieb eines Spielzeugfahrzeuges verwendet wird.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist ein Pappzylinder 1 über eine starke Pappscheibe 2 bei 6 umgefaltet, und die das Gas erzeugende Ladung besteht aus einer Stoffzusammensetzung, die eine Mischung folgender Bestandteile darstellt:

Guanidinnitrat 91,0 Gewichtsprozent

2,4-Dinitroresorcinol . 8,0

Asbestfaser 0,3

Vanadiumpentoxyd ... 0,5

Kaliumnitrat 0,2

Diese Mischung ist stark in dem sich ergebenden Behälter eingepreßt, wobei die Grundplatte und die zylindrische Seitenwandung in der Presse abgestützt sind. An der Oberseite der Ladung befindet sich eine kleine Ladung 3 einer Zündmasse, die beispielsweise aus 2,4-Dinitroresorcinol besteht. Auf das obere Ende des Behälters ist eine Scheibe 4 aus einer Zinnplatte aufgelegt, die ein zylindrisches Loch 5 besitzt, dessen Durchmesser etwa ¹Ao desjenigen der Scheibe beträgt. Diese Scheibe 4 ist ein kurzes Stück in das Ende der Wandung 4 eingedrückt, und der Rand der zylindrischen Wandung 1 ist, wie bei 7 dargestellt, über die Scheibe 4 umgefaltet. Der äußere Durchmesser dieser Ladung beträgt etwa 1,9 cm, und das Gewicht der eigentlichen Ladung 8 beträgt etwa 8 g. Die Menge der Zündstoffzusammensetzung 3 beträgt 0,1 g. Die Gesamtlänge der Ladung 8 beträgt etwa 2,1 cm, und der Abstand zwischen der Zündladung 3 und der Begrenzungsscheibe 4 beträgt etwa 0,75 cm. Der Durchmesser der öffnung 5 ist etwa 0,19 cm. Der äußere Durchmesser der Ladung beträgt etwa 2,05 cm. Das übergefaltete Ende der Vorrichtung faltet sich auf, wenn der Innendruck

+5 5 Atmosphären überschreitet. Wenn die Zündung erfolgt ist, beispielsweise durch Einführung eines heißen Drahtes durch das Loch 5, beträgt der sich in dem Raum zwischen der Ladung 8 und der Scheibe 4 aufbauende Druck etwa 3 Atmosphären.

Die durch den Gasaustritt durch das Loch 5 entstehende Stoßkraft beträgt etwa 28 g, und diese wird etwa 15 Sekunden lang aufrechterhalten.

Eine andere Ausführungsform der den Gegenstand der Erfindung bildenden Einrichtung ist schematisch in den Fig. 3 und 4 dargestellt, und zwar zeigt Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch diese Vorrichtung und Fig. 4 einen Grundriß derselben, wie sie beispielsweise zum Antrieb eines Spielzeugfahrzeuges verwendet werden kann.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist ein Pappzylinder 9 über eine starke Pappscheibe 10 bei 11 gefaltet, und dieser Zylinder paßt teleskopartig in einen anderen Pappzylinder 12, mit dem er durch einen Klebstoff verbunden ist und dessen freies Ende bei 14 über eine Zinnplattenscheibe 13 gefaltet ist. Diese Scheibe 13 wird von dem Ende 15 des inneren Pappzylinders 9 abgestützt. Die Zinnscheibe 13 ist mit einem zylindrischen Loch 16 versehen, dessen Durchmesser etwa V₁₀ desjenigen der Scheibe beträgt. Die inneren und äußeren Zylinder besitzen je eine Länge von 3,8 cm. Der innere Durchmesser des inneren Zylinders 9 beträgt 1,9 cm, und der äußere Durchmesser des äußeren Zylinders 12 beträgt 2,05 cm. Der Durchmesser der öffnung 16 ist 0,19 cm. Ein vorher fertiggestellter gaserzeugender Formkörper 17 paßt dicht in den inneren Zylinder 9 und besitzt die in Verbindung mit Fig. ι angegebene Stoffzusammensetzung und etwa das gleiche Gewicht. In den inneren Zylinder 9 paßt ein entsprechender Zuschnitt 18 aus Drahtgaze, die über einen Docht 19 gelegt ist, dessen eines Ende über die Drahtgaze gefaltet ist. Die Gesamtlänge des Preßkörpers 17 der Gaze 18 und des Dochtes 19 beträgt etwa 2,1 cm, und der Zwischenraum zwischen dem Ende der Ladung 17 und der Begrenzungsscheibe 13 beträgt 0,75 cm. Die Umbördelung 14 faltet sich bei einem Innendruck auf, wenn dieser 5 Atmosphären darüber beträgt. Die Zündung des umgelegten Endes des Dochtes 19 go kann durch Einführen einer entsprechenden Länge eines Dochtes durch die Düsenöffnung und Entzünden des heraustretenden Teiles erfolgen. Der gezündete Docht 14 entzündet die Preßladung 17, und innerhalb des Raumes zwischen der Preßladung 17 und der Scheibe 13 baut sich ein Arbeitsdruck von etwa 3 Atmosphären auf. Der durch die entstehenden Gase, welche durch das Loch 16 austreten, entwickelte Stoß entspricht etwa 28 g, und dieser wird etwa 15 Sekunden lang aufrechterhalten.

Die diese Ausführungsform der Erfindung darstellende Vorrichtung läßt sich sehr leicht zusammenstellen. Die Zylinder 9 und 12 werden mit den entsprechenden umgefalteten Enden 11 und 14 hergestellt. Die Pappscheibe 10 wird in den Zylinder 9 eingeführt, bis sie gegen den umgefalteten Rand 11 anliegt. Dann wird der vorher gepreßte Formkörper 17 in den Zylinder 9 eingeschoben, bis er gegen die Pappscheibe 10 anliegt. Der Docht wird dann auf die Ladung 17 aufgelegt, und auf ihn wird die Metallgaze 18 aufgelegt, wobei ein Ende des Dochtes vorsteht und über die obere Fläche der Gaze 18 gelegt wird. Die Zinnplatte 13 wird in den Zylinder 12 eingeführt, und die äußere Oberfläche des Zylinders 9 wird mit einem Klebstoffauftrag versehen, worauf dann der Zylinder 9 in den Zylinder 12 eingeschoben wird, bis der obere Rand 15 gegen die Zinnplatte 13 stößt und diese gegen das umgefaltete Ende 14 des äußeren Zylinders 12 drückt.

Claims (11)

1. Patentansprüche:

   i. Antriebsvorrichtung für Spielzeuge, Modelle u. dgl., in der eine sich selbst unterhaltende, einen Gasaustritt bewirkende Reaktion

   stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einem zylindrischen Gehäuse (i, 9, 12) aus wärmeisolierendem Material besteht, in das passend eine gepreßte gaserzeugende Ladung (8,17) eingesetzt ist, wobei dieses Gehäuse an einem Ende (2, 10) geschlossen ist und am anderen Ende mit einem Begrenzungselement (4, 13) aus wärmewiderstandsfähigem festem Material versehen ist, das gelocht ist, um so eine Gasaustrittsöffnung (5, 16) von bestimmten Abmessungen zu schaffen, durch die das Gas mit geregeltem Druck austreten kann, wobei die gepreßte Ladung (8, 17) von einer solchen Länge ist mit Bezug auf das Gehäuse (1,9,12), daß ein Luftraum zwischen einer Endoberfläche der Ladung und dem Begrenzungselement (4, 13) geschaffen wird, und die Ladung an dieser Stelle mit der zylindrischen Gehäusewandung nicht in Berührung steht,

   ao wobei an dem Gehäuse ein geschwächter Teil vorgesehen ist, welcher bei einem bestimmten Druck oberhalb des gewünschten Arbeitsdruckes aufbricht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geschwächte Teil des Gehäuses aus einer umgelegten Faltung (7, 14) des Isolationsmaterials besteht, welche aufgefaltet wird, wenn ein bestimmter Überdruck in der Vorrichtung erzeugt wird, der über dem gewünschten Arbeitsdruck liegt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse aus einem einzigen Rohr (1) besteht, das an beiden Enden (6, 7) umgefaltet ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse aus zwei teleskopartig ineinandergesetzten Rohren (9, 12) besteht, die miteinander verklebt sind, wobei jedes dieser Rohre an seinem freien Ende (11, 14) umgefaltet ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung aus Guanidinnitrat besteht und daß der die Empfindlichkeit steigernde Stoff aus einem Phenolderivat besteht, welches eine Anzahl von Substituentengruppen enthält, deren jede aus einem Stickstoffatom besteht, das ausschließlich an mindestens ein Endwasserstoffatom und an eines der Kernkohlenstoffatome des Phenols gebunden ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Phenolderivat in einer Menge von 8 bis 20 Gewichtsprozent des Guanidinnitrats vorliegt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch S und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Phenolderivat aus 2, 4-Dinitroresorcinol besteht.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruchs und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Phenolderivat aus 2, 4-Dinitrosoresorcinol besteht.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß 8 bis 20% eines Polynitrophenols oder Polynitrosophenols von der Gewichtsmenge des Guanidinnitrats verwendet werden.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung nicht mehr als 1 % Vanadiumpentoxyd enthält.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 1.0, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse eine aliphatische Säure enthält, beispielsweise Weinsäure, Zitronensäure und Maleinsäure.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

    © 5882 3.54