Pyro-Aktuator

Das Nutzen der chemisch gebundenen, thermischen Energie zum Zwecke des Erzeugens von elektromagnetischen Mikro- oder Nanometerwellen in der Erscheinung als Wärme oder Licht, als auch zum Zwecke des Wandelns von thermischer Energie in eine elektrische oder in eine mechanische Arbeit, erfordert pyrotechnisch, thermoelektrisch oder mechanisch wirksame Gegenstände, mittels derer die von den exotherm wandelbaren Stoffen ausgesandte Photonen- oder Wärmestrahlung in Wechselwirkung gebracht werden kann zu den Absorptions-, Reflektions- oder Transmissions-Ebenen von thermisch oder dynamisch wirksamen Gegenständen. In pyrotechnischen Geräten oder Aktuatoren bildet der aus einem thermisch oder kinematisch erregbaren Gemisch bestehende pyrotechnische Satz den hauptsächlichen Gegenstand, der die Betätigungs- oder Wirkweise bestimmt.

• Aufschlagzünder und Anzünder

Geräte zum Fernzünden von exotherm wandelbaren Stoffen bestehen hauptsächlich aus einer elektrischen Spannungsquelle, deren gepulste Ausgangsstromstärke entweder mittels eines Magnet-Aktuators einen mechanischen Stoß oder mittels eines elektrischen Leiters einen Temperatursprung auf energetisch labile Stoffe ausübt und diese Stoffe dadurch ionisiert. Der Wert der wirksamen Stärke der mittels Elektrizität ausgelösten Erregung beträgt sowohl bei dem Aufschlagzünder als auch bei dem Anzünder wenigstens der stoffspezifischen Aktivierungsenergie unter Berücksichtigung der Ansprech- und Selbsterhaltungszeit.

Pyrotechnischer Anzünder (Attrappe) mit einem Passsitz-Durchmesser von 11mm

• Pyrotechnische Schnell- und Sicherheits-Auslöser

In elektrothermisch erregbaren Anzündern bestimmen der elektrische Widerstand, die Wärmekapazität und die thermische Leitfähigkeit des elektrischen Leiters über die Auslöseempfindlichkeit des pyrotechnischen Satzes. Während die benannte Ruhestromstärke von dem schnellauslösenden A-Anzünder weniger als I=18mA beträgt, bewirkt bei dem teilentladungssicheren U-Anzünder eine Ruhestromstärke von bis zu I=450mA noch keine exotherme Stoffwandlung. Zum Schutz gegen eine Fehlfunktion im Falle einer Übertemperatur können elektrothermisch erregbare Anzünder mit einem thermischen Frühzündstoff bestückt sein, der bei dem Erreichen einer bestimmten Temperatur den Anzünder bestimmungsmäßig erregt und den pyrotechnischen Satz in einer bestimmten Weise zündet.

Pyrotechnischer Impulserzeuger	Pyrotechnischer Schuberzeuger

Eine einfach gestaltete aber wirksame pyrotechnische Baugruppe bildet der Brücken-oder Glühdraht-Anzünder, der als Stellglied eingesetzt ist in thermodynamischen Schaltgeräten, in sprengkräftigen Kupplungen und Trennwerkzeugen oder in schnell schaltenden Riegel-Aktuatoren. In diesen Geräten bildet ein Festkörper, der dem Anzünder gegenüber gleitend oder trennbar in dessen druckfester Hülle eingebaut ist, den zu bewegenden Anker. Im Falle der Erregung des exotherm wandelbaren Stoffs in dem Anzünder bewirkt die Reaktionstemperatur in dem abgeschlossenen Arbeitsraum einen sprunghaften Anstieg des Innendrucks, der den Anker aus der Hülle treibt. Gegen die von dem Innendruck erzeugte Schubkraft wirken auf den Anker dessen Gewichtskraft und die Reaktionskraft von dem zumeist federbelasteten Sperrhebel (Klinke) beziehungsweise von dem Riegel. Um den Impuls zu stärken, kann in einem begrenzten Maße die Masse des exotherm wandelbaren Stoffs in dem Arbeitsraum gesteigert werden. Um die Stellkraft des Ankers über eine längere Strecke oder über eine längere Zeit zu erhalten, kann der in einen Gasgenerator eingesetzte Anzünder einen gasbildenden Stoff entflammen, dessen Gas den Arbeitsraum von dem Aktuator oder von dem „Mikro-Gasgenerator“ füllt.

Pyrotechnische Schnellauslöser für das elektrisch gesteuerte, kraftbetätigte Lösen von sicherheitsbezogenen Einrichtungen in Fahrzeugen

• Pyro-Sicherung und Überlastschutz

Der von einem elektrisch erhitzen Leiter erregte, exotherm wandelbare Stoff bewirkt infolge der Reaktionstemperatur in einem abgeschlossenen Arbeitsraum einen sprunghaften Anstieg des Innendrucks. Wenn der Druck im Inneren den von außen auf den Arbeitsraum wirkenden Druck übersteigt, wird in der den Arbeitsraum begrenzenden Schicht eine Schubspannung auftreten, die den Arbeitsraum bis zum Bersten dehnt. Das mit dem bestimmungsgemäßen Dehnen oder Bersten eines mit einem pyrotechnischen Satz gefüllten Hohlkörpers einhergehende sprengkräftige Trennen von Bauteilen dient dem schnellen und sicheren Öffnen des auf Scherung, Drehung, Schub oder Zug belasteten oder des von einer elektrischen Stromstärke beanspruchten Glieds einer mechanischen, hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Bindung „Pyro Fuse“.

Pyrotechnische Kupplung für das elektrisch gesteuerte, sprengkräftige Trennen von Gegenständen oder von Gliedern einer Sicherheitseinrichtung

Pyro-Seiltrenner und Unterbrecher

Der von einem elektrisch erhitzen Leiter erregte, exotherm wandelbare Stoff bewirkt infolge der Reaktionstemperatur in einem druckfesten und von einer beweglichen Schicht abgeschlossenen Arbeitsraum einen sprunghaften Anstieg des Innendrucks. Wenn der Druck im Inneren des Arbeitsraums den von außen auf die bewegliche Schicht wirkenden Druck übersteigt, wird eine resultierende Schubkraft die Schicht unter Erweiterung des Raums nach außen treiben. Im Falle von einem Pyro-Seiltrenner oder einem Unterbrecher schiebt die von dem Differenzdruck getriebene, bewegliche Schicht eine Schneide, eine Quetsch-, Scher- oder Trennfläche in das auf Scherung, Drehung, Schub oder Zug belastete oder das von einer elektrischen Stromstärke beanspruchte Glied einer mechanischen, hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Bindung „Cable Cutter“.

• Pyro-Gasgeneratoren für Hebe- oder Trag-Mittel

Innerhalb der druckfesten Hülle eines pyrotechnischen Gasgenerators setzen erregte Feststoffe oder Flüssigkeiten eines pyrotechnisches Satzes während der exothermen Wandlung Gase frei, welche unter dem gegebenen äußeren Druck einen größeren Raum einnehmen als die ursprüngliche pyrotechnische Ladung.
Der mit einer Deflagration einhergehende stoffliche Wandel kann abhängig oder unabhängig von der Luft außerhalb der druckfesten Hülle erfolgen und je nach dem Bedarf oder der Anwendung bestimmte Gase in entsprechend geeigneter Weise erzeugen. Während für das Erzeugen einer Schubkraft aus gasdynamischen Strahlantrieben möglichst schwere Gase von großer Temperatur oder von großer Geschwindigkeit eine Düse durchströmen, wird für das Erzeugen einer quasi statischen Hub- oder Auftriebskraft ein Gasbehälter, Sack oder Ballon mit möglichst leichten Gasen von geringerer Temperatur oder von kleiner aber gleichmäßiger Geschwindigkeit aus einem Diffusor gefüllt. Das für das Füllen von Schläuchen, Reifen oder Kissen zum Zwecke des Schließens von Lecks und Leitungen, als auch zum Stützen von Lasten, eingesetzte Gas kann als Aero-Sol zudem einen schaum- oder schichtbildenden Stoff tragen.
Zusätzlich der Forderungen an die Beschaffenheit des Gas-Generators haben eine besondere Bedeutung deren Eigenschaften in Bezug auf das Erzeugen von chemisch inerten Lösch- und Stick-Gasen als auch auf das Bereitstellen von medizinischem Sauerstoff über Atemgeräte an Personen ohne Zugang zu natürlicher Atemluft.

Auf einen starren Körper mit einer druckfesten Hülle überträgt ein Massenstrom eine kontinuierliche Folge von Impulsen, welche der den Massenstrom beschleunigenden Kraft entgegen gerichtet ist. Mittels der abstoßenden Kraft zwischen dem Massenstrom und der druckfesten Hülle kann ein starrer Körper in einem Schwerefeld einen Schwebezustand annehmen. Angewandt wird das Schweben mittels der Wirkung des Staudrucks auf Luftkissen- und Bodeneffekt-Geräte.

• Pyro-Gasgeneratoren für Haft- oder Halte-Mittel

Innerhalb der druckfesten Hülle eines pyrotechnischen Gasgenerators setzen die erregten Feststoffe oder Flüssigkeiten eines pyrotechnisches Satzes während der exothermen Wandlung Gase frei, welche unter dem gegebenen äußeren Druck einen größeren Raum einnehmen als die ursprüngliche pyrotechnische Ladung.
Die stoffliche Wandlung durch Deflagration kann abhängig oder unabhängig von der Luft außerhalb der druckfesten Hülle erfolgen und je nach Anwendung bestimmte Gase in entsprechend geeigneter Weise erzeugen. Während für das Erzeugen von einer Hub- oder Haftkraft mittels eines Unterdrucks aus einem durchströmten Diffusor möglichst zähe Gase von großer Geschwindigkeit strömen, werden für das Erzeugen von einer quasi statischen Halte- oder Schließkraft bewegliche Schieber, Dehn- oder Sperrkörper mit einem möglichst flüchtigen Gas von großem Druck beaufschlagt.
Eine besondere Anwendung betrifft das Bereitstellen einer Überdruck-Atmosphäre in Kompressions- oder Rückhalteeinrichtungen sowie in Gebäude- oder Fahrzeughüllen zum Schutz von Personen gegen die schädliche Wirkung von äußeren Einflüssen.

• Pyrotechnischer Hub- oder Zug-Aktuator

Schub- oder Zugkräfte gehen unmittelbar aus von den tonnen- oder kugelförmigen Gleitkörpern, welche als Anker die bewegliche Schicht von dem Arbeitsraum eines pyrotechnischen Linear-Aktuators bilden. In dem Arbeitsraum bewirken die Reaktionstemperatur und die infolge der exothermen Stoffumwandlung freigesetzten Gase einen Anstieg des Innendrucks. Wenn der Druck im Inneren des Raums den von außen auf die bewegliche Schicht wirkenden Druck übersteigt, wird eine resultierende Schubkraft die von dem Anker gebildete Schicht unter Erweiterung des Raums nach außen treiben. Während ein Hub-Aktuator die Wirkung des aus dem Aktuator tretenden schubfesten Ankers nutzt, bewegt der Anker des Zug-Aktuators einen zuvor herausstehenden Gegenstand in den Aktuator. Bedingt durch die Bewegungsrichtung des Ankers geht von dem Zug-Aktuator eine geringere Gefährdung aus als von dem weniger aufwändig gestalteten Hub-Aktuator.
Eingesetzt werden Hub- oder Zug-Aktuatoren zum Zwecke der Notbetätigung von Rettungsgeräten, Schutzeinrichtungen, Feuerlösch- oder Rauch-Wärme-Abzugs-Anlagen.

• Pyrotechnischer Ablenk-, Trenn- und Lösch-Aktuator

Die von dem Druck der Reaktionstemperatur und der freigesetzten Gase auf die Grenzschicht oder auf die Oberfläche der Stoffe in dem Druckänderungsgebiet ausgeübte Kraft dient der Einflussnahme auf die Bewegungsrichtung von Teilchen. Der fluiddynamischen Wirkweise gemäß bewirkt das Bewegen eines Körpers durch ein Druckfeld eine Änderung der Gestalt und des Bewegungsimpulses. Während unelastische, zumeist massereiche Körper infolge der Flächenpressung eine Umgestaltung bis hin zum Bersten bei Erreichen der Streckgrenze erfahren, werden elastische, zumeist massearme Körper durch die Aufnahme von kinetischer Energie beschleunigt. Das Ablenken von elastischen oder massearmen Körpern wird beispielsweise genutzt für das Freisetzen und das Ausbringen von Lösch- oder Kühlmittel oder für das Trennen einer Flamme oder eines Lichtbogens von einem feststehenden Ausgangsort. Das Umformen von unelastischen oder massereichen Körpern wird beispielsweise genutzt für das Öffnen von Löschmittelspeichern oder für das sprengkräftige Trennen von mechanischen Sperrgliedern.

• Pyrotechnischer Schwing-Antrieb und Repetier-Aktuator

Die gradlinig oder bogenförmig schwingende Bewegung eines Ankers entsteht entweder infolge eines von dem schwingenden Anker selbst nach der Wirkweise von dem „Wagner’schen Hammer“ geschalteten Gasstroms oder aber infolge der Wirkung eines sich periodisch ändernden Drucks auf die Oberfläche des Ankers. In beiden Fällen wird der Anker durch einen gasdynamischen Einfluss gegen eine Rückstellkraft aus der Ruhelage gelenkt. Das zeitliche Änderung des Gasdrucks wird entweder hervorgerufen durch das Erregen von pyrotechnischen Ladungen, die mittels Kartuschen von dem rücklaufenden Anker aus einem Magazin dem Arbeitsraum zugeführt werden, oder durch das Erzeugen von Gasstößen durch die ankergesteuerte Änderung des Widerstands gegen den von einem Gasgenerator ausgehende Gasstrom. Der Gasstrom bewegt den Anker beziehungsweise die Schwingfläche in Sirenen, Signalfanfaren, Förder- oder (Niet-) Setzgeräten.

• Pyrotechnischer Formgedächtnis- oder thermostriktiver Aktuator

Das Erwärmen von thermostriktiven oder thermoelastischen Körpern bewirkt einen reversiblen Wandel in dem Legierungsgefüge von der Parallelepiped-Struktur des Martensits zu dem kubisch-flächenzentrierten Mischkristall des Austenits. Das Kühlen oder das Wirken einer äußeren Kraft überführt die Struktur von Austenit pseudoelastisch in Martensit, welches bei einer nachlassenden äußeren Kraft oder bei einer zunehmenden Temperatur sich zurück in Austenit wandelt. Das Einwirken einer Kraft auf das Martensit-Gefüge ändert dessen Form pseudoplastisch. Infolge von dem thermischen Wandel nimmt der Körper neben dem Austenit-Gefüge auch die an dieses Gefüge gebundene ursprüngliche Form an. Mittels der Wirkung einer Richtkraft, welche während des Abkühlens den Körper in Martensit formt, und dem Einfluss des anschließenden Erwärmens, durch den der Körper seine Gestalt im Austenit annimmt, erfolgt in einem zyklischen Vorgang der unmittelbare Wandel von der thermischen in die kinetische Energie. Ein ringförmig geschlossener, thermoelastischer Körper, der eine Brücke zwischen einem pyrotechnisch erhitzten und einem kühlenden Bereichen bildet, erfährt eine stehende Longitudinalschwingung. Die infolge der Strukturänderung an der Oberfläche auftretende Schwingung ermöglicht das Erzeugen einer Bewegung nach der Wirkweise eines als Wang-Maschine benannten Wanderwellenmotors.

• Pyrotechnischer Dreh-, Torque- und Schritt-Aktuator

Unter dem Wirken der von dem thermodynamischen Druck in einem gekrümmten Arbeitsraum auf die darin beweglich gelagerte Wand gerichteten Schubkraft führt der in Bezug zu dem Arbeitsraum drehbar gelagerte Anker eine bogenförmige Bewegung aus, dessen Strecke begrenzt ist durch die Rand- und Endflächen des Arbeitsraums.
Während ein Umlaufkolben-Aktuator, dessen walzenförmiger Anker wenigstens einen beweglichen Schieber betätigt, keinen bestimmten Rastwinkel aufweist, ermöglicht ein Kreiskolben-Aktuator eine schrittweise umlaufende Bewegung. Der Kreiskolben-Aktuator beinhaltet einen als gleichseitiges Bogendreieck gestalteten Anker, der auf einer durch das exzentrische Lager gegebenen Rollkurve den von einer Lemniskate begrenzten Arbeitsraum durchläuft. Der Arbeitsraum beinhaltet je einen Gaseinlass an den Punkten E und K sowie je einen Gasauslass an den Punkten G und I der Lemniskate. Nachdem der Anker durch einen Initialdruck in Bewegung gesetzt wurde, steuern dessen Ecken den Gaswechsel durch das Erregen einer pyrotechnischen Ladung oder durch das Auslösen eines Gasstoßes an einem Gaseinlass, während der Eckpunkt den Gasauslass auf der gleichen Seite der Lemniskate überstreicht. In der Anwendung als pyrotechnischer Torque-Aktuator zum Straffen eines Sicherheitsgurts ist der Arbeitsraum bestückt mit einem elektrisch erregbaren Gasgenerator und mit zwei pyrotechnischen Treibsätzen, die jeweils einen Aufschlagzünder beinhalten.

• Gegenkolben, Doppelkolben- und Stern- Motor

Unter dem Wirken der von dem thermodynamischen Druck in einem gerichteten Arbeitsraum auf die darin beweglich gelagerte Schicht gerichteten Schubkraft führt der in Bezug zu dem Arbeitsraum axial geführter Anker eine gradlinige Bewegung aus. Die Strecke des Ankers wird begrenzt im Falle einer Freikolben-Maschine von der Länge der Laufbahn oder im Falle einer Hubkolbenmaschine von dem Durchmesser des Kurbelkreises. Eine schrittweise umlaufende Bewegung ermöglicht ein Hubkolben-Aktuator mit einem als Vollzylinder gestalteten Anker, der auf einer durch die Umkehrpunkte der Laufbahn oder durch das exzentrische Lager des Kurbeltriebs gegebenen Strecke in dem von einer Zylinderfläche begrenzten Arbeitsraum pendelt. Der Gaseinlass und der Gasauslass befinden sich im Falle eines äußeren ventilgebundenen Gaswechsels in der Bodenfläche oder aber im Falle eines inneren ankergesteuerten Gaswechsels in der Mantelfläche des den Arbeitsraum begrenzenden Zylinders. Nachdem der Anker durch einen Initialdruck in Bewegung gesetzt wurde, steuert dessen Lage den Gaswechsel durch das Erregen einer pyrotechnischen Ladung oder durch das Auslösen eines Gasstoßes an dem Gaseinlass, während die dem Druck ausgesetzte Schicht von dem Anker den Umkehrpunkt OT am Boden des Arbeitsraums durchläuft. Bestückt mit wenigstens einem Aufschlagzünder ist der üblicherweise als außenluftunabhängiger Antrieb genutzte pyrotechnische Gasmotor auch einsetzbar als Anlasser für das Starten oder für das Umsteuern von Kraftmaschinen.

• Gleichdruckturbine

In einem hohlzylindrischen oder in einem offenen Arbeitsraum bewirkt der Impuls des diesen durchströmenden Gases eine Schub- oder Zugkraft auf die Mantelfläche des in dem Arbeitsraum drehbar gelagerten Ankers. Die Gleichdruckturbine enthält wenigstens einen als regelmäßiges Vieleck aus konkav oder konvex gebogenen Seiten gestalteten Anker, der einzeln, oder in der Bauweise einer Tesla-Turbine aus schmalen Rädern geschichtet, an die Welle in der Drehachse gebunden ist.
Mittels Düsen oder Leitwerken wird das Gas bei dem Eintritt in den Arbeitsraum entspannt und beschleunigt. Bei annähernd gleichbleibendem Druck mindert die Strömungsgeschwindigkeit sich durch das reibungsbedingte Übertragen des Strömungsimpulses auf den Anker, bevor das Gas den Arbeitsraum verlässt ohne den Strompfad des eintretenden Gases zu durchlaufen. Die Düsen oder Leitwerke können den Gasstrom sowohl von dem Arbeitsraum ausgehend gegen den Anker als auch von dem Anker ausgehend gegen den Arbeitsraum oder in den freien Raum leiten. Im letzteren Fall eines den Anker in Drehung zu setzenden Düsen- oder Raketen-Antriebs muss der Anker nicht sachgemäßer Weise in einem bestimmten Arbeitsraum gelagert sein, sondern kann sich auch in einem freien Raum bewegen.
Löcher und Kanten in der Ankerfläche bewirken ein Pulsieren oder Abreißen der Strömung als auch das Bilden von Wirbeln, welche sich akustisch als Sirenen-Geräusch äußern und für das Erzeugen von Schallsignalen erforderlich sind.

• Überdruckturbine

In einem hohlzylindrischen oder in einem offenen Arbeitsraum bewirkt der Staudruck des diesen durchströmenden Gases eine Schubkraft auf die Mantelfläche des in dem Arbeitsraum drehbar gelagerten Ankers. Die Überdruckturbine enthält wenigstens einen als regelmäßiges Vieleck aus konkav oder konvex gebogenen Seiten gestalteten Anker, der einzeln, oder in der Bauweise einer mehrteiligen Savonius-Turbine aus breiten Rädern geschichtet, an die Welle in der Drehachse gebunden ist.
Mittels Diffusoren oder Leitwerken wird das Gas bei dem Eintritt in den Arbeitsraum bei zunehmenden (Stau-) Druck gebremst. Unter annähernd gleichbleibender Strömungsgeschwindigkeit mindert der Gasdruck sich durch das Übertragen der Flächenpressung auf den Anker, bevor das Gas den Arbeitsraum verlässt ohne den Strompfad des eintretenden Gases zu durchlaufen. Die Diffusoren oder Leitwerke können den Gasstrom sowohl von dem Arbeitsraum ausgehend gegen den Anker als auch von dem Anker ausgehend gegen den Arbeitsraum oder in den freien Raum leiten, beispielsweise im Fall eines den Anker in Drehung setzenden (Rauch-) Gasabzugs.

• Gegenlaufturbine und Fluidkupplung

Infolge von dem Gasstrom in einer Turbine wirken auf deren Arbeitsraum die Kräfte oder Drehmomente zurück, welche den in dem Arbeitsraum beweglich gelagerten Anker treiben. Einem Ausgleichgetriebe ähnlich sind der Arbeitsraum und der Anker einer Gegenlaufturbine in der Wirkrichtung der zwischen diesen auftretenden gasdynamischen Kräften oder Drehmomenten gegeneinander beweglich gelagert.
Im Gegensatz zu den mitläufigen Überdruck- oder Reaktions-Turbinen wirken sowohl in einer Axialstrom-Turbine mit gegenläufigen Ring- und Wellen-Propellern in der Kaplan-Bauform, als auch in einer Ljungström-Radialstromturbine mit gegenläufigen Propellern in der Francis-Bauform, das Reaktionsmoment und der Wirbel des vorausgehenden Schaufelrads unmittelbar auf das nachfolgende Schaufelrad, infolge dessen diese Turbinen bereits bei einer geringen Umfangsgeschwindigkeit ein wirksames Drehmoment entwickeln. Bevorzugt geeignet ist die Gegenlaufturbine im Zusammenschluss mit einem Magnet-Aktuator, beispielsweise einer Gegenlaufmaschine, oder eingesetzt in einen Antriebsstrang als fluiddynamischer Drehmomentwandler, beispielsweise einer Flöttinger-Kupplung.

Mit dem Erwärmen, und insbesondere mit dem Übergang von einer dichteren zu einer loseren Phase, steigt zumeist der Raumgehalt eines Stoffes. In Dehnstoff-Aktuatoren, wie beispielsweise in Wachs-Elementen, nutzt diese stoffspezifische Eigenschaft dem Wandel von einer thermischen Energie in eine mechanische Arbeit. Im Falle des Erwärmens von einem Gel steigt dessen Feststoffdichte infolge von dem Ausdunsten des Lösungsmittels. Das mit der Temperatur zunehmende Anhäufen der Feststoffe steigert infolge der wachsenden Reibung an der Trägerflüssigkeit deren Zähigkeit und Dichte bis zu dem Maße, an dem die gleiche Menge der Flüssigkeit siedet wie kondensiert. Die thermopneumatische beeinflussbare Visko-Elastizität einer thermo-rheologischen Flüssigkeit und der den Hump-Effekt begünstigende Druck in dem Raum zwischen den zueinander beweglich gelagerten Gegenständen ermöglichen ein Ändern der Stärke des Kraft- oder Drehmoment-Schlusses.

• Schwingrohr und gasdynamische Druckwellenmaschine

Schwingrohre wandeln die potentielle Energie aus dem Druckgefälle zwischen einem Druckerzeuger und einem Drucknutzer in die kinetische Energie der Gasströmung. Bedingt durch den Erhalt des Bewegungsimpulses mindert das Schwingrohr die Änderungsgeschwindigkeit des Gasmassenstroms. Im Idealfall führt das Schwingrohr entweder einen pulsationsfreien Gasmassen-Gleichstrom oder einen sinusförmig schwingenden Gasmassen-Wechselstrom, welcher im reibungslosen Zustand der gasdynamischen Druckamplitude im zeitlichen Abstand von einem Viertel der Schwingungsperiode folgt. Eine sprunghafte Minderung oder Entladung der in dem Gasstrom gespeicherten kinetischen Energie bewirkt einen gasdynamischen Druckstoß, der an den Strömungswiderständen in den gasführenden Leitungen zu einem Kompressionspuls führt, welcher als Initial- oder Ladedruck zum Erregen von chemischen Reaktionen oder zum Emittieren von Wärme oder Schall genutzt wird. Schwingrohre mit wenigstens einer Anzapfung oder mit wenigstens einem Druckspeicher dienen als gasdynamische Druckminderer, als gasdynamische Kompensatoren zur Minderung von Druckschwankungen sowie als nichtlineare Strömungswiderstände.

Die gasdynamische Druckwellenmaschine überträgt durch zyklische Gaswechsel in einem Schwingrohr den Druck von einem zu entspannenden, thermisch angeregten Gas unmittelbar auf ein dichter zu drückendes Gas von geringerer Temperatur und anderem stofflichen Inhalt, ohne dass die einander berührenden Gase sich mischen. Die Drucktransformation erfolgt in der Weise, dass ein Heißgas aus dem Kanal K3 in ein mit einem Kaltgas aus dem Kanal K1 gefülltes Schwingrohr geleitet wird, in dem es der am Gaseinlass ausgelösten Expansionswelle folgend in das Rohr strömt und dort das vorhandene Gas zur Gegenseite des Rohres und in eine Spülgastasche drängt. Mit der Ankunft des Echos als voreilender Druckstoß der rücklaufenden Expansionswelle an dem sich schließenden Kanal K3 ist der Heißgaszustrom beendet und das Schwingrohr öffnet sich zu Kanal K2, in den das Kaltgas von dem Heißgasmassenstrom gedrückt wird. Bevor auch das Kaltgas vollständig aus dem Schwingrohr strömt schließt der Kanal K2 sich, infolge dessen die Staudruckwelle in der Spülgastasche umschlägt und der Kaltgasrest das Heißgas auf dessen Seite zurück drängt, wo nach dem Auftreffen der Implosionswelle von dem Kanal K2 sich kurzzeitig ein Unterdruck bildete. Zum Ausgleich des dadurch entstandenen Druckgefälles wird über ein Ventil Heißgas aus dem Kanal K4 in die Druckgastasche geleitet. Mit dem Auftreffen der Staudruckwelle öffnet unter dem Auslösen einer Implosionswelle der Heißgasauslass sich zu dem Kanal 4. Der Implosionswelle folgend werden das über die Heißgastasche nachgeladene Heißgas und der Kaltgasrest aus dem Schwingrohr gespült. Mit dem Eintreffen der Implosionswelle auf der Kaltgasseite öffnet der Kanal K1 sich und lässt nach der Expansionswelle infolge des Unterdrucks ein Kaltgas in das Schwingrohr strömen. Vor dem Erreichen der Expansionswelle schließt der Kanal K4 sich und lässt die Welle zurück laufen nach dem Kanal K1, der mit der Ankunft des Echos von der Expansionswelle an dem sich schließenden Kanal K1 den Kaltgaszustrom beendet. Damit ist das Saugrohr führ den nächsten Zyklus mit einem Kaltgas gefüllt.
Gasdynamische Druckwellenmaschinen, wie beispielweise der „Comprex-“ oder der „Hyprex“-Lader mit einem trommelförmigen, drehbar gelagerten Anker aus Ringen von axial angeordneten Schwingrohren, wurden entwickelt als dynamisch regelbare, abgasgetriebene Ladeluft-Kompressoren für den Einsatz in Strahltriebwerken, Gasturbinen und in Brennkraftmaschinen. Mit zunehmender Geschwindigkeit des Kaltgasstroms von dem Kanal K1 nach dem Kanal K2 wächst auch die gasdynamische Gegenkraft, die im Zustand eines reibungsfreien Leerlaufs der gasdynamischen Kraft des hydrostatischen Feldes gleich ist. Im Falle, dass die Geschwindigkeit des von einem äußeren Druck getriebenen Kaltgases die Leerlaufgeschwindigkeit überschreitet, kehrt infolge der gasdynamischen Gegenkraft die Bewegungsrichtung des Heißgasstroms sich um und die gasdynamische Druckwellenmaschine steigert die Temperatur und den Druck in Kanal 3 gegenüber Kanal 4 gemäß der Wirkweise einer Wärmepumpe.

• Thermo-elektrische Maschine

In Metallen bewirken sowohl ein elektrischer als auch ein thermischer Potentialunterschied eine Kraft auf die darin frei beweglichen elektrischen Ladungen, infolge dessen in Metallen die thermische Leitfähigkeit der elektrischen Leitfähigkeit gemäß dem Gesetz von Wiedemann und Franz proportional ist. Der Thomson-Effekt beschreibt die in einem elektrischen Leiter von der elektrischen Stromstärke getragene Wärme infolge einer elektrischen Spannung und die umgekehrt mit der Wärme auftretende elektrische Stromstärke infolge eines Temperaturgefälles.
Zwischen einander berührenden elektrisch leitfähigen Stoffen, deren Ladungsträger eine unterschiedlich große Fermi-Austritts-Energie beinhalten, besteht bei gleicher Temperatur die elektrische Volta-Spannung. Ein Temperaturunterschied an der Berührungsstelle der elektrisch leitfähigen Stoffe bewirkt die temperaturabhängige elektrische Galvani-Spannung. Zwischen zwei Berührungsstellen elektrisch leitfähiger Stoffe, von denen die eine Berührungsstelle einer Bezugstemperatur und die andere Berührungsstelle einer davon abweichenden Temperatur ausgesetzt ist, bewirkt die Bewegung der Ladungsträger in der thermo-elektrischen Maschine eine als Seebeck-Effekt bezeichnete elektrische Spannung gemäß der Wirkweise eines thermoelektrischen Generators. Mit zunehmender elektrischer Gegenspannung wächst der thermische Widerstand bis im Zustand eines stromlosen Leerlaufs die thermoelektrische Kraft der des elektrischen Feldes gleich ist. Im Falle, dass die Spannung des elektrischen Feldes die elektrische Thermospannung überschreitet, kehrt die Bewegungsrichtung der Ladungsträger sich um und die thermo-elektrische Maschine generiert zwischen den Berührungsstellen einen als Peltier-Effekt bezeichneten Wärmestrom gemäß der Wirkweise einer Wärmepumpe.

• Gasstoß- (Vortex-) Kanone

Hydroakustik-Messschiff „Schall“

Das Erregen eines exotherm wandelbaren Stoffes bewirkt infolge der Temperatur in einem abgeschlossenen Arbeitsraum einen sprunghaften Anstieg des Innendrucks, der in der den druckfesten Arbeitsraum begrenzenden Schicht eine mechanische Spannung erzeugt oder diese in Bewegung setzt. Die dem Anstieg des Drucks folgende mechanische Spannung innerhalb der Schicht äußert sich in dem Auftreten von Körperschall, der an der Körperoberfläche von einer akustisch leitfähigen Umgebung als Schall aufgenommen wird. Der thermodynamische Schallpuls wird beispielsweise genutzt für das Erzeugen von akustischen Effekten mittels Knall- oder Feuerwerkskörpern, beispielsweise zum Zwecke der „Salut“-Signalgabe, des Scheuchens von Tieren, des Lösens von Lawinen und des Untersuchens von Boden- und Wasserschichten als auch zum Zwecke der Echo-Ortung nach der Wirkweise des Behm-Lots.

Ein Ändern der Temperatur oder des Druckes hat an einer beweglich gelagerten Schicht eine mechanische Spannung zur Folge, die eine Masse treibt, deren Reaktionskraft dem Druck entgegen gesetzt ist; folglich bei zunehmendem Druck abstoßend und bei abnehmendem Druck anziehend wirkt. Die in einer Kolbenmaschine genutzte thermodynamische Übertragung der thermischen Leistung von dem Arbeitsraum auf den zu bewegenden Anker ist ebenfalls anwendbar auf das stoßweise Beschleunigen von beweglichen Körpern in einem sich pulsartig ändernden Druckfeld, wobei die Dämpfung des freien Raums die Wirksamkeit einer „Vortex“- oder Gasstoß-Kanone begrenzt.

• Pyrotechnische Füge-, Umform- und Trenn-Mittel

Die infolge des Erregens von einem exotherm wandelbaren Stoff erzeugte Wärme dient bei dem Gießschweißen und bei dem Gießtrennen dem Schmelzen des Trenn- oder Füge- Bereichs eines Festkörpers, beispielsweise bei dem Schweißen mit dem als Thermid benannten Gemenge aus Aluminiumpulver und Eisenoxid.

Das Erregen eines exotherm wandelbaren Stoffes bewirkt infolge der Reaktionstemperatur in einem abgeschlossenen Raum einen sprunghaften Anstieg des Innendrucks, der in der den Raum begrenzenden Schicht eine mechanische Spannung erzeugt oder diese in Bewegung setzt. Die sprungförmige Änderung des Spannungs- oder Bewegungszustands überträgt sich auf das Gefüge eines an die Schicht grenzenden, ortsfest gelagerten Körper. In der Anwendung der Sprengimpulstechnik auf das pyrotechnische Umformen, Fügen oder Plattieren bewirkt die von einem sprunghaft zunehmenden Druck beanspruchte Schicht einen plastischen Schubimpuls auf die Oberfläche des ortsfest gelagerten Körpers.
In der Anwendung der Sprengimpulstechnik auf das pyrotechnische Trennen bewirkt die von einem sprunghaft zunehmenden Druck beanspruchte Schicht einen Zugimpuls auf die Oberfläche des ortsfest gelagerten Körpers. Infolge des Zugimpulses erfährt der ortsfest gelagerte Körper eine Umgestaltung bis hin zum Bersten bei Erreichen der Streckgrenze.

• Düse und Diffusor

Düsen bilden einen Fluidkanal mit einem in Stromrichtung stetig kleiner werdenden Öffnungsquerschnitt, durch den eine kontinuierlich strömende Fluidmenge unter einem abnehmenden Druck bis zu deren Schallgeschwindigkeit beschleunigt wird.
Falls das Fluid die Engstelle des Kanals mit der Schallgeschwindigkeit durchströmt, bewirkt das anschließende Entlasten des Fluidstroms in dem sich stetig weitenden Kanal einer Körting- oder Laval-Düse infolge der abnehmenden Massenstromdichte bei erhaltenem Impuls eine Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit über die Schallgeschwindigkeit hinaus.
Falls das Fluid die Engstelle des Kanals mit einer geringeren als der Schallgeschwindigkeit durchströmt, bewirkt das anschließende Entlasten des Fluidstroms in einem Diffusor infolge der zunehmenden Massenstromdichte bei erhaltenem Impuls eine Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit. Der von dem in der Engstelle einer Venturi-Düse beschleunigten Fluid bewirkte Sog dient nach der Wirkweise des Steigrohrs dem Fördern und Mischen von Gasen und Flüssigkeiten.

• Pyrotechnischer Igniter, Deflagrator und Detonator

Infolge der Anregung durch das Zuführen von einer kinetischen oder einer thermischen Energie, als auch durch das Mindern der Aktivierungsenergie, zerfallen energetisch labile Moleküle in reaktionsfähige Ionen, die in einer exothermen Redox-Reaktion sich in Stoffe mit energetisch stabileren Bindungen wandeln. Der in einem Igniter oder Anzünder eingesetzte pyrotechnische Zündstoff bewirkt infolge der Erregung einen mit einer möglichst großen Reaktionstemperatur und großen Reaktionsgeschwindigkeit fortschreitenden Stoffwandel, der zumeist eine thermische Druckwelle und Asche erzeugt, durch die ein Reaktions-, Brenn- oder Spreng-Stoff mit einem größeren Bedarf an Aktivierungsenergie angeregt wird. Zum Zwecke des Einstellens von bestimmten Reaktionseigenschaften kann der pyrotechnische Zündstoff Katalysatoren und Zusatzstoffe für das Steigern oder Mindern der Reaktionsgeschwindigkeit enthalten. Die Zündmetalle aus einer der Auer’schen Legierungen zerspanen während des Reibens an einem härteren Gegenstand, bei dem die Späne infolge der Reibungswärme oxidieren und Funken bilden. Die Auer’schen Leuchtstoffe wandeln elektromagnetische Strahlung in sichtbares Licht. Unter Normaldruck, und im Falle eines Feststoffs in einer losen Schüttung, wandeln pyrotechnische Reaktions- und Brennstoffe sich in einer Deflagration mit einer geringeren als der innerstofflichen Schallgeschwindigkeit zumeist in ein Gasgemisch, welches infolge der mit der Reaktion einhergehenden Temperatur leuchtet. Unter dem Normaldruck, und im Falle eines Feststoffs in einer losen Schüttung, wandeln sprengkräftige Reaktions- und Explosivstoffe sich in einer Detonation mit einer höheren als der innstofflichen Schallgeschwindigkeit zunächst in ein Plasma, welches infolge von dem Detonationsstoß blitzartig leuchtet. Zum Schutz gegen ein thermisches Zünden von explosiven Staub-Luft- oder Gas-Gemischen beinhalten die als „Wettersprengstoffe“ benannten Explosivstoffe Salze, die in einer Zweitreaktion unter Bildung von Alkalihalogeniden die Explosionstemperatur mindern.

• Pyrotechnische Signalmittel

Ein Audio-Frequenz-Aktuator regt mittels eines Schallerzeugers durch ein akustisches Druckfeld einen relativ zu der Änderungsgeschwindigkeit des Feldes ortsfesten Schallempfänger eines Audio-Frequenz-Reflektors zu akustischen Schwingungen an. Das mit der Trägerschwingung sich periodisch ändernde akustische Druckfeld trägt kinetischer Energie und Nachrichten von dem Sender an den Empfänger. Während akustisch leitfähige Stoffe und nicht angesprochene Reflektoren innerhalb des Einflussbereichs von Audio-Frequenz-Aktuatoren einen Teil der Energie aus dem akustischen Druckfeld aufnehmen oder streuen, gibt der angesprochene Audio-Frequenz-Reflektor sich durch die Modulation der Trägerschwingung mit einer Nachricht zu erkennen. Die akustische Rückwirkung von einem Schall-Empfänger auf einen Schall-Erzeuger äußert sich durch die von dem resonant schwingenden Schallreflektor in dem akustischen Feld bewirkten stehenden Wellen. Eine einseitige „Simplex“-Nachrichtenübertragung mittels pyrotechnischer Audio-Frequenz-Aktuatoren wird genutzt in der Seefahrt zu Ortungs-, Ruf- und Warn-Zwecken.

Im Gegensatz zu der Audio-Frequenz-Identifizierung durch die Rückwirkung des Reflektors auf das von dem Aktuator ausgehende akustische Druckfeld erzeugt ein Echo-Ortungsgerät eine Schallwelle, die von einem Schallgeber ausgehend in den freien Raum strahlt. Eine akustisch leitfähige oder akustisch erregbare Grenzschicht in dem Raum bewirkt ein Spiegeln der Schallwelle, die nach der Laufzeit durch den Raum mit einem gegenüber dem Hintergrundrauschen unterscheidbaren Energiegehalt an den Ort des beschallenden Echo-Ortungsgerät zurück kehrt.
Die von einem Schallgeber ausgehende sinusförmige Trägerwelle kann zum Zwecke der drahtlosen Nachrichtenübertragung oder der sonographischen Abbildung moduliert sein. Während die zum Zwecke der Echo-Ortung und der Nachrichten-Übermittlung als auch in der pyrotechnischen Energie- und Signaltechnik genutzten akustischen Zentimeterwellen von einer Gasdruckfanfare angeregt werden können, erfordert das als Sono-Lumineszenz genannte Erzeugen von Wärme oder Licht mittels eines Druckfelds in einem akustisch begrenzt leitfähigen und ionisierbaren oder elektrisch polaren Stoff, wie beispielsweise dem Wasserdampf in einer Kavitationsblase, ein Anreichern des Stoffes mit thermischer Energie mittels der von einer Detonations-, einer Ultraschall- oder einer stehenden Druckwelle getriebenen Teilchenbewegung. Die Teilchenbewegung bedingt eine Berührungselektrizität mit steigender Spannung, die bis zum Erreichen eines ausgeglichenen Zustands sich in dem Wellenlängen-Spektrum der Ionisierungsenergie entlädt. Die Ursache der dem Elmsfeuer ähnlichen Glimmentladung in der Kavitationsblase einer Sprengladung, einer Sonotrode oder eines Propellerflügels ist eine elektrische Stromstärke, die zum Schutz vor einer elektrischen Erosion zwischen dem der Spitzenentladung ausgesetzten, beweglichen Anker zu dem als Bezugsmasse bestimmten Ständer geleitet wird.

Das Anregen einer Teilchenschwingung mittels akustischer oder kinetischer Stöße bewirkt in energetisch labilen Feststoffen oder Flüssigkeiten den selbsttreibenden Wandel zu einem Gasgemisch unter Abgabe von thermischer Energie. Zu den stoß- oder schlagempfindlichen explosionsgefährlichen Stoffen, deren Zerfall unter der Normalbedingung bei einer Aktivierungsenergie weniger als 40 Joule einsetzt, gehören beispielsweise Stoffe, die Stickstoffoxide oder (Cyclo-) Kohlenwasserstoffe enthalten. Mit einem Schwellenwert der kinetischen Aktivierungsenergie von weniger als 0,5J ist das als Nitroglycerin benannte Propan-1,2,3-trioltrinitrat eines der gegenüber einer Druckänderung oder Schwinganregung empfindlichsten Stoffe. Eine Minderung der Schlagempfindlichkeit gelang Alfred Nobel durch den Einschluss der schlagempfindlichen Flüssigkeit in einem pralldämpfenden Feststoff. Mittels eines Initialzünders erregt, detoniert der Sekundärsprengstoff und erzeugt in akustisch leitfähigen Stoffen ein Knallgeräusch oder Druckstoß, durch den der Gas- oder Teilchenraum in der Stoßfront gestaucht und ionisiert wird, wodurch bei ausreichender Energiedichte das kurzzeitig entstehende Plasma im sichtbare Licht blitzartig glüht.

Während von detonierenden Explosivstoffen infolge der spontan entstehenden Gase ein Knallgeräusch als akustisches Signal ausgeht und der Wärme- oder Lichtblitz eine Folgeerscheinung ist, erzeugen entflammbare Explosivstoffe vorrangig Wärme oder Licht.

• Signal-Feuer, -Rakete und –Geschoss

Die begrenzte Fähigkeit des Übertragens und Erfassens oder Erkennens der von entflammbaren Explosivstoffen erzeugten Wärme-, Licht- oder Geräusch-Effekte bestimmen den räumlichen oder den zeitlichen Bereich, in dem die von einem pyrotechnischen Gegenstand freigesetzte Energie wirksam ist. Hinsichtlich dem Beleuchten eines Gegenstands oder dem Erregen von Aufmerksamkeit sind zu berücksichtigen sowohl die dämpfenden oder störenden als auch die stärkenden oder treibenden, gegebenenfalls brand- oder explosionsfördernden Eigenschaften innerhalb des Wirkbereichs.

Höhenfeuerwerk über dem Hafen von Hamburg

Signallampe

Signal- und Sicherheitslampen beinhalten einen exotherm wandelbaren Stoff, der nach dem Erregen sich chemisch an ein Oxidationsmittel bindet, welches über die einfache oder doppelte Belüftung des „Argand“-Runddocht- oder des „Bunsen“- Düsen-Brenner dem Brennstoff natürlich oder unter Druck beigemengt wird, und infolge von dem Wandel die chemische gebundene Energie in einer Flamme als Wärme und Licht an die Umgebung abgibt. Eine mit einem Auer’schen Leuchtstoff beschichtete Blende steigert die Abgabe von sichtbarem Licht in einer bestimmten Farbe. Während zum Zwecke des Beleuchtens von farbigen Gegenständen oder des Übermitteln von Hell-Dunkel- (Morse-) Zeichen weißes Licht genutzt wird, dient das weit tragende gelb-rote oder rote Licht dem Erregen von Aufmerksamkeit, dem Erkennen von Umrissen und dem Anzeigen einer Gefahrenlage. Eine gegen das Entzünden von Schlagwetter-Gasen und gegen das Eindringen von Stäuben und Strahlwasser geschützte oder von der Außenluft unabhängige Lampe ermöglicht das Erzeugen von Licht in einer flammwidrigen, brand- oder explosionsgefährdeten Umgebung.

Signalrauchtopf

Signalrauchtöpfe beinhalten einen exotherm wandelbaren Stoff, der nach dem Erregen sich chemisch an ein Oxidationsmittel bindet, welches entweder in der oberflächennahen Umgebung enthalten oder dem Brennstoff beigemengt ist, und infolge von dem Wandel die chemische gebundene Energie als Wärme und Licht an die Umgebung abgibt. Der exotherme Wandel des zumeist metallhaltigen und festen Brennstoffs erzeugt zusammen mit den nicht brennbaren Bestandteilen des darin enthaltenen pyrotechnischen Gemenges eine farbige Asche, die eine Wolke aus Rauch bildet. Als Tageslichtsignal hebt die Rauchwolke sich ab von der Lichtfarbe des hellen Hintergrunds.

Pyrotechnische Rauchtopf für das Erzeugen eines als Tages-Notsignal orangefarbenen Rauchs

Signalfackel

Signal-Fackeln beinhalten einen exotherm wandelbaren Stoff, der nach dem Erregen sich chemisch an ein Oxidationsmittel bindet, welches entweder in der oberflächennahen Umgebung enthalten oder dem Brennstoff beigemengt ist, und infolge von dem Wandel die chemische gebundene Energie als Wärme und Licht abgibt. Während wasserstoffhaltige oder nicht-metallische Flüssig- oder Festbrennstoffe sich zumeist in ein mit einer gelben Flamme leuchtendes Gasgemisch und ein Kondensat wandeln, bilden metallhaltige oder metallische Festbrennstoffe zumeist Funken aus hell und farbig leuchtenden Ascheteilchen oder geben der Flamme eine kräftige Farbe. Mit der wachsenden Entfernung und mit der zunehmenden Helligkeit des Hintergrundes schwindet die von einem Licht erzielbare Aufmerksamkeit gegenüber der Wirkung einer Wolke aus Rauch, der sich von der Lichtfarbe des hellen Hintergrunds abhebt.

Pyrotechnische Handfackel für das Erzeugen einer als Notsignal rot leuchtenden Flamme (Brennstoffbehälter mit Handgriff an der nicht zu öffnenden Seite)

Signalrakete

Signal- oder Leuchtraketen beinhalten innerhalb der druckfesten Hülle eines pyrotechnischen Gasgenerators einen ersten exotherm wandelbaren Stoff, der nach dem Erregen sich mit gleichmäßiger Brenngeschwindigkeit fortschreitend in ein Gas wandelt. Das über eine Düse mit einem Pfeifgeräusch ausströmende Gas bewirkt eine Schubkraft auf die Hülle des Gasgenerators, der einen zweiten exotherm wandelbaren Stoff zu einem höher oder weiter gelegenen Ort befördert und diesen dort zündet. An dem von der Rakete erreichten Ort ermöglicht die von dem zweiten pyrotechnischen Satz als Wärme und Licht ausgehende Energie eine größere Wirkung in Bezug auf das Erregen von Aufmerksamkeit oder das Beleuchten eines Gegenstands als an dem Ausgangsort. Ein Fallschirm mindert die Sinkgeschwindigkeit des glühenden pyrotechnischen Satzes einer Fallschirm-Leuchtrakete und steigert somit die mögliche Beachtungs-, Beleuchtungs- oder Ortungsdauer. Mit der wachsenden Entfernung und mit der zunehmenden Helligkeit des Hintergrundes schwindet die von einem Licht erzielbare Aufmerksamkeit gegenüber der Wirkung einer Wolke aus Rauch, der sich von der Lichtfarbe des hellen Hintergrunds abhebt. Eine weitere Steigerung der Aufmerksamkeit ermöglichen funkelnde oder sprühende Licht- und pulsierende Rauch- und Schall-Signale.

Pyrotechnische Fallschirmrakete für das Erzeugen eines als Notsignal rot leuchten-den Höhenlichts (Brennstoffbehälter mit Handgriff an der zu öffnenden Seite)

Signalpatrone

Signal- oder Leuchtpatronen beinhalten innerhalb der druckfesten Patronenhülle vom Kaliber 26,5mm einen pyrotechnischen Aufschlagzünder und einen ersten pyrotechnischen Satz, der nach dem Erregen in einer Signalwaffe sich mit explosionsartiger Brenngeschwindigkeit fortschreitend in ein Gas wandelt und den Wirkmittelträger samt dem zweiten pyrotechnischen Satz mit einem Knallgeräusch aus der Patronenhülle schiebt. An dem von dem Wirkmittelträger erreichten Ort ermöglicht die von dem zweiten pyrotechnischen Satz als Wärme und Licht ausgehende Energie eine größere Wirkung in Bezug auf das Erregen von Aufmerksamkeit oder das Beleuchten eines Gegenstands als an dem Ausgangsort. Ein Fallschirm mindert die Sinkgeschwindigkeit des glühenden pyrotechnischen Satzes einer Fallschirm-Signalpatrone und steigert somit die mögliche Beachtungs-, Beleuchtungs- oder Ortungsdauer. Mit der wachsenden Entfernung und mit der zunehmenden Helligkeit des Hintergrundes schwindet die von einem Licht erzielbare Aufmerksamkeit gegenüber der Wirkung einer Wolke aus Rauch, die ebenfalls von dem Wirkmittel der Signalpatrone erzeugt wird.

Leucht-Knallpatronen

Leucht-Knallpatronen beinhalten innerhalb der druckfesten Patronenhülle vom Kaliber 6mm, 9mm, 15mm oder 26,5mm einen pyrotechnischen Aufschlagzünder und einen ersten pyrotechnischen Satz, der nach dem Erregen in einer Signalwaffe sich mit explosionsartiger Brenngeschwindigkeit fortschreitend in ein Gas wandelt und den Wirkmittelträger samt dem durch das Gas angezündeten, zweiten pyrotechnischen Satz mit einem Knallgeräusch aus dem Lauf oder aus dem sich daran anschließenden Abschlussbecher schiebt. Die Effekte der Leuchtspur-Knallpatrone sind Leuchtsterne und Knall- oder Pfeif-Geräusche.

Schreck-Knallpatronen

Schreck-Knallpatronen beinhalten innerhalb der druckfesten Patronenhülle vom 15mm oder einer Papphülle vom Kaliber 45mm einen pyrotechnischen Satz, der durch das Erregen des Anzünders von dem sich explosionsartig bildenden Gas gezündet und mit der Hülle aus dem Abschussbecher einer Schreckschusswaffe oder in dem Schussrohr eines Mörsers geschoben wird. Das Knallgeräusch entsteht durch das von dem pyrotechnischen Satz erzeugte Gas, das die Hülle infolge des gegenüber der Umgebung großen Innendrucks platzen lässt.

Signalmittelwerfer

Signalmittel- oder Geschoss-Werfer dienen dem rauch-, flamm- und funkenfreien Befördern eines Gegenstands aus einer brand- oder explosionsgefährdeten Umgebung zum Zwecke des Errichtens einer drahtgebundenen oder einer drahtlosen Strecke für das Übertragen von Masse, Kraft, Wärme, Licht, oder Elektrizität zwischen zwei Orten.
Der aus dem Geschoss-Werfer zu befördernde Gegenstand beschleunigt infolge der Kraft eines sich entspannenden federelastischen Gegenstands oder eines Stoffs, der mittels eines pyrotechnischen oder eines magnetischen Aktuators freigesetzt wird.

• Pyrotechnische Dünnschicht-Aktuatoren

Dünnschichten aus pyrotechnischen Stoffen für das Fertigen von Elektro-pyrotechnischen Chip-Initiatoren (EPIC) und von pyrotechnischen Anzündern oder Lötfolien mit schnell wechselnden thermischen Zuständen werden erstellt durch das schichtweise Auftragen von exotherm wandelbaren Stoffen als „Nano“-Teilchen aus einem Magnetron- Zerstäuber, als Tröpfchen aus einer Schmelze, als Fällung aus einem Sol oder als Sinterung aus einem Gel. Bedingt durch die selbststärkende oder eminente Eigenschaft von chemisch reaktiven und inerten Stoffgemeinschaften nehmen Dünnschichten ausgeprägte pyrotechnische Zustände ein.