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Blitzlichtlampe
Die Erfindung bezieht sich auf Blitzlichtlampen und insbesondere auf Blitzlichtlampen, welche für photographische Zwecke Anwendung finden. Solche Blitzlichtlampen bestehen ge- wöhnlich aus einer verschlossenen durchsichtigen
Birne, in welcher ein leicht verbrennbares Material, wie z. B. Metallfolie und/oder-draht, zusammen mit geeigneten Mitteln zu deren Entzündung und eine Substanz, gewöhnlich eine Gasfüllung, untergebracht ist, die beim Entzünden der
Lampe mit dem brennbaren Material unter Ausstrahlung aktinischen Lichtes in Reaktion tritt. Die Erfindung betrifft im besonderen Blitzlichtlampen, welche als brennbares Material im wesentlichen reines Aluminium in Form von
Draht oder Band zusammen mit besonderen Mitteln zur Entzündung desselben benützen.
Die brennbaren Materialien, welche für die Verwendung in Blitzlichtlampen am geeignetsten befunden worden sind, bestehen entweder aus dünnen metallischen Folien oder Drähten, welche, wenn sie in Sauerstoff oder in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre entzündet werden, unter Emission einer wesentlichen Menge von aktinischem Licht sehr rasch verbrennen.
Obgleich Blitzlichtlampen mit Folieneinlage zufolge der bei ihrer Entzündung entwickelten gewaltigen Menge aktinischen Lichtes und zufolge der verhältnismässig grossen Geschwindigkeit des Blitzes für bestimmte Arten von photographischen Arbeiten, im allgemeinen als offener Blitz" bezeichnet, besonders vorteilhaft und brauchbar sind, werden Blitzlichtlampen mit Draht wegen ihrer längeren Blitzperiode für synchronisierte Blitzarbeiten", bei welchen der Blitz der Lampe zugleich mit dem Öffnen oder Auslösen des Kameraverschlusses auftritt, vorgezogen.
Um mit den üblichen Tageslichtfilmen und photographischen Ausrüstungen befriedigende Blitzlichtbilder zu erzielen, ist es notwendig, dass der durch die Blitzlichtlampe erzeugte Lichtblitz eine Spitzenintensität von mindestens 900.000 Lumen oder annähernd von dieser Grössenordnung besitzt. Bisher hat man es für unmöglich gehalten, reinen Aluminiumdraht allein als brennbares Material für Blitzlichtlampen zu verwenden, da keine Mittel bekannt waren, um Aluminiumdraht wirksam derart zu entzünden, dass genügend Licht für die Blitz- lichtphotographie erzeugt wurde. Überdies konnte reines Aluminium nicht fein genug gezogen werden, um mit der erforderlichen
Geschwindigkeit entzündet zu werden.
Eine früher geoffenbart Lösung dieses Problems bestand darin, eine Magnesiumaluminium- legierung als brennbares Material zu verwenden, wobei das Magnesium dazu dient, die Entzündung des Aluminiums zu erleichtern. Eine solche
Legierung entzündet sich, wenn sie zu einem
Draht oder Band mit einem Umfang von
300 Mikron oder weniger, beispielsweise
100 Mikron, gezogen ist, mit genügender Raschheit, um einen Lichtblitz der erforderlichen
Leistung zu ergeben. Eine andere Lösung des
Problems bestand darin, ein Stück dünne Alu- miniumfolie zu verwenden, um die Entzündung des reinen Aluminiumdrahtes zu erleichtern oder den Aluminiumdraht mit einem leicht verbrennbaren Material aus Zirkonpulver, Alu- miniumpulver, Bariumoxyd und einem geeigneten
Bindemittel zu überziehen.
Es ist auch bekannt, ein Drahtnetz aus dünnem Aluminiumdraht mit einem Überzug aus leicht brennbarem Material, das aus einer Mischung von Aluminiumpulver, Zirkonium und Bleiperoxyd, die durch ein geeignetes Bindemittel zusammengehalten werden, besteht, zu versehen. Bei Anordnungen gemäss dieser letzteren Type steht das brennbare Material in Berührung mit dem Zünddraht.
Die Nachteile der Konstruktion, welche erfordern, dass die Drahtfüllung oder ein Drahtnetz mit einem leicht entzündlichen Material überzogen werden, liegen sowohl vom Standpunkt der Herstellung als auch der Sicherheit des Zusammenbaues auf der Hand.
Obgleich reines Aluminium technisch bis zu einem Durchmesser, der so klein ist, wie 25-4 Mikron, gezogen werden kann, ist es nichtsdestoweniger wünschenswert, in Verbindung mit einem solchen Draht eine geringe Menge Folie zu verwenden, um einen Lichtblitz von genügender Leistung für photographische Zwecke zu erzielen.
Um ferner mit den derzeit im Gebrauch befindlichen Synchronisierungsmechanismen befriedigend arbeiten zu können, ist es notwendig, dass die Spitze des Blitzes ungefähr 0-020 Se-
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kunden nach Schliessung des Stromes durch die
Blitzlichtlampe auftritt. Wenn Drahtblitzlicht- lampen mit reinem Aluminiumdraht, der zu einem Durchmesser von etwa 25-4 Mikron gezogen ist, mit den üblichen Entzündungs- mitteln verblitzt werden, tritt die Spitze un- abänderlich nach einem wesentlich längeren
Zeitintervall nach Schliessung des Stromkreises ein, als dem gewünschten Zeitraum von 0-020 Se- kunden entspricht.
Es wurde nun gefunden, dass bei Entzündung von brennbarem Material, welches lediglich aus reinem Aluminiumdraht von etwa 25-4 Mikron Durchmesser besteht, in einer
Blitzlichtlampe durch eine Zündmischung gemäss der Erfindung ein Lichtblitz der erforderlichen
Leistung erzeugt wird, dessen Spitze genügend beschleunigtist, um gleichmässigbeiO-020 Sekunden oder annähernd um diesen Wert nach Schliessung des Stromes durch die Lampe aufzutreten.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Blitzlicht- lampe zu schaffen, welche nach der Entzündung einen Lichtblitz von hoher Intensität und längerer
Dauer erzeugt, dessen Spitze etwa 0-020 Se- kunden nach der Erregung der Entzündungs- mittel der Lampe auftritt, wobei die Füllung ausschliesslich aus gezogenem Aluminiumband oder-draht besteht, der eine Feinheit besitzt, die einem Durchmesser von ungefähr 25'4Mikronent- spricht und die Zündung durch eine Zündmischung oder Zündpille eingeleitet wird, welche ein rasches
Abbrennen des feinen Aluminiums bewirkt.
Ferner zielt die Erfindung darauf ab, gleich- mässig arbeitende Blitzlichtlampen zu schaffen, die Lichtblitze von gleichmässigem Charakter ergeben und annähernd in denselben Zeitintervallen nach Erregung der Entzündungsmittel der Lampe auftreten.
Die Zündpille ist derart beschaffen, dass sie sich gleichmässig und mit grosser Schnelligkeit entzündet und nach Erhitzung eines in die Pille eingebetteten Drahtes rasch ausgebreitet und innerhalb der Lampenbime verteilt wird.
Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer besonderen Art der Lampe und den Zeichnungen.
In der Zeichnung stellt Fig. 1 einen Aufriss einer Blitzlichtlampe gemäss d, er Erfindung dar.
Fig. 2 ist ein Diagramm, welches die Lichtkurve darstellt, die von einer Blitzlichtlampe nach Fig. 1 erzeugt wird, wobei die Abszisse die Zeit in Millisekunden und die Ordinate die Lichtintensität in Millionen Lumen darstellt.
Die in Fig. 1 dargestellte Blitzlichtlampe besteht aus einer transparenten Glashülle oder Birne 10, welche eine lose Füllung von brennbarem Material 11 enthält, das im wesentlichen aus reinem gezogenem Aluminiumdraht oder Aluminiumband von einer Feinheit besteht, die einem Durchmesser von ungefähr 25-4 Mikron entspricht oder diesem sehr nahe kommt. Dieser feine Draht aus reinem Aluminium kann entweder mit Hilfe der bekannten Ziehdüsenverfahren oder mit Hilfe eines besonderen Ziehprozesses erzeugt sein, nach welchem das Aluminium innerhalb eines Kupfermantels zu der erforder- lichen Feinheit gezogen und das Kupfer dann unter Zurücklassung des nackten Aluminium- drahtes gelöst wird.
Die Hülle oder Birne 10 enthält ferner eine Füllung von Sauerstoff oder sauerstoffenthaltendem Gas bei einem geeigneten
Druck, um die Verbrennung des brennbaren
Materials zu unterhalten. Der Druck dieser
Gasfüllung variiert in Abhängigkeit von der Art der Füllung, der Grösse der Birne und der Menge und Art des darin befindlichen brennbaren Materials. Für Birnen der derzeit üblichen Grösse und bei Verwendung von Sauerstoff als die Verbrennung unterhaltendem Gas und reinem Aluminium als brennbarem Material kann der Druck der Gasfüllung bis zu 500 mm Quecksilbersäule betragen. In der Birne 10 ist innerhalb des wirksamen Entzündungsbereiches des brennbaren Materials 11 ein kleiner Draht 12 angebracht, dessen Enden mit Zuführungsdrähten 13, 13 verbunden sind, die sich durch den Stengel 14 zu dem Sockel 15 erstrecken.
Auf dem Stengel. M ist eine Isolierscheibe 16, vorzugsweise aus Asbest, angeordnet, um das Sockelende der Lampe vor der Verbrennungshitze zu schützen.
Der Draht 12 ist in einer Pille 17 einer explodierenden Substanz eingebettet und bildet derart das Entzündungsmittel für die Lampe. Erfindungsgemäss ist die explosible Substanz auf dem Draht 12 in der Form einer Paste aufgebracht, welche aus einem leicht entzündlichen Metallpulver (oder einer Mischung aus solchen), einem geeigneten Oxydationsmittel und einem Binde- mittel besteht.
Bei einer bevorzugten Zusammensetzung der explosiblen Substanz 17 besteht das entzündliche Metallpulver aus einer Mischung von Zirkoniummetallpulvern verschiedener Korngrösse, von denen das eine eine Feinheit entsprechend einem Sieb mit etwa 0-044mm Maschen- öffnung oder feiner und eine verhältnismässig hohe Entzündungstemperatur besitzt, wogegen das andere Zirkonmetallpulver wesentlich feiner als das erstgenannte Zirkonmetallpulver ist und eine verhältnismässig niedrige Entzündungstemperatur (etwa zwischen 120 und l500 C) hat. Chemisch reines kristallisiertes Kalium- perchloratpulver von einer Feinheit, die etwa einem Sieb mit der Maschenöffnung 0-044mm oder einem feineren Sieb entspricht, wird als Oxydationsmittel verwendet.
Um die Bildung von grösseren inneren Hohlräumen in der Entzündungspille während der Trocknung zu verhindern, wird ein langsam trocknendes und vorzugsweise nicht gummiartiges Bindemittel, wie Leim, verwendet. Eine bevorzugte Zusammensetzung für die Zündmischung gemäss der Erfindung ist ungefähr die folgende :
l% iges Leimwasser................... 5 cm3 Kaliumperchloratpulver 4 g Zirkonmetallpulver mit einer Entzündungs- temperatur von etwa 170 bis 190'C.. 2-6g Zirkonmetallpulver mit einer Entzündungs- temperatur von etwa 120 bis 1500 C.... 2. 6 g
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Die Zündpillenmischung wird wie folgt hergestellt :
4 kristallisiertes Kaliumperchlorat (chemisch rein) werden zunächst zu einer Feinheit entsprechend einem Sieb mit der Maschenöffnung von 0-044mm oder feiner vermahlen und dann zu 5 cm3 1% gem Leimwasser zugesetzt, wobei das gepulverte Kaliumperchlorat in dem Leimwasser gründlich verrührt wird.
Hernach
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metallpulver mit einer Entzündungstemperatur von etwa 1200 bis 1500 C eingetragen und wiederum gründlich verrührt werden. Um eine homogene Mischung zu erhalten und diese zu verdünnen, wird eine zusätzliche Menge Wasser zugeführt, wobei das zusätzliche Wasser eine vollkommenere Lösung des Kaliumperchloratpulvers bewirkt. Der Überschuss an Wasser wird dann durch Einblasen eines Luftstromes in die Mischung verdampft, bis die richtige Konsistenz erhalten ist. Der Draht 12, zusammen mit den mit diesem verbundenen Zuführungdrähten 13, 13 wird dann in die beschriebene Mischung eingetaucht, um eine Pille zu bilden, welche den Draht und die anschliessenden Teile der Zuführungsdrähte bedeckt. Eine zweimalige
Aufbringung durch Tauchen führt, wie gefunden wurde, zur richtigen Grösse der Entzündungspille.
Nachdem die Pille getrocknet ist, wird sie mit einer Isolier-oder Schutzschicht aus geeignetem Material überzogen, um ihre mechanische Festigkeit zu erhöhen und sie gegen eine vorzeitige Entzündung während der Prüfung der fertiggestellten Blitzlichtlampe zu schützen.
Dieser Schutzüberzug kann beispielsweise aus Celluloseacetat oder einer 4% igen Lösung von Nitrocellulose bestehen. Der Überzugsschicht kann eine geeignete Menge von Kaliumperchlorat oder einem anderen gleichartigen Oxydationsmittel zugesetzt sein, um hiedurch das Verbrennen der Sicht zu erleichtern.
Gegebenenfalls kann an Stelle von Leim eine 4% ige Lösung von Celluloseacetat, die aus annähernd 8 g Celluloseacetat, 100 cm3 Aceton und 100 cm3 Äthyllaktat besteht, als Bindemittel verwendet werden. In diesem Falle ist die bevorzugte Zusammensetzung für die Zündpillenmischung annähernd die folgende : 4% ige Lösung von Celluloseacetat...... 5 cm3 Kaliumperchloratpulver................ 5 g Zirkonmetallpulver mit einer Entzündungs- temperatur von etwa 150 bis 1900 C.. 3. 25 g Zirkonmetallpulver mit einer Entzündungs- temperatur von etwa 120 bis 1500 C.. 3'25g.
Das Zirkonmetallpulver mit der niedrigeren Entzündungstemperatur kann gewünschtenfalls auch durch Wolframmetallpulver von einer Feinheit, die etwa einem Sieb mit 0-044 mm Maschenöffnung entspricht, oder von höherer Feinheit ersetzt werden. Die bevorzugte Zusammensetzung für die Zündpillenmischung ist dann etwa die folgende :
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<tb>
<tb> 4% <SEP> ige <SEP> Lösung <SEP> von <SEP> Celluloseacetat...... <SEP> 3 <SEP> cm3
<tb> Kaliumperchloratpulver............... <SEP> 5 <SEP> g
<tb> Zirkonmetallpulver <SEP> mit <SEP> einer <SEP> Entzündungstemperatur <SEP> von <SEP> etwa <SEP> 150 <SEP> bis <SEP> 190'C.... <SEP> 2-6 <SEP> g
<tb> Wolframmetallpulver <SEP> dz
<tb>
Das Celluloseacetatbindemittel kann in der obigen Zusammensetzung gewünschtenfalls auch durch 4 cm3 einer 1% eigen Lösung von Leimwasser ersetzt werden.
Das auf den Draht 12 aufgebrachte Zündmaterial bildet nach dem Trocknen eine gleichmässig poröse Pille, die aus einer innigen Mischung der entzündlichen Metallpulver und des Kaliumperchloratpulvers besteht, welche durch das getrocknete Bindemittel verbunden sind. Zufolge der charakteristischen Eigenschaften des Bindemittels, langsam und gleichmässig zu trocknen, schrumpft die Pille 17 auf dem eingebetteten Draht 12, so dass keine erweiterten und zu beanständenden inneren Hohlräume in der Pille gebildet werden. Derart ist der Draht vollständig in der gehärteten explosiblen Substanz 17 eingebettet und an seiner ganzen Oberfläche vollkommen mit dieser bedeckt. Jede Pille aus der oben beschriebenen Mischung besitzt daher die gleiche innere physikalische Struktur, so dass die Entzündungswirkung oder die Zündgeschwindigkeit jeder Pille ziemlich gleich ist.
Blitzlichtlampen mit solchen gleichmässig wirkenden Zündpillen sind aus diesem Grunde in der Blitzbildung gleichmässiger und erleichtern dadurch die Synchronisierung eines Kameraverschlusses mit der Lichtspitze solcher Blitzlichtlampen. Die Gleichmässigkeit der Entzündungswirkung der Zündpillen wird ferner durch die Verwendung des wasserlöslichen Kaliumperchloratpulvers als Oxydationsmittel gefördert, da dieses mit dem in der Zündpillenmischung vorhandenen Wasser leicht in Lösung geht und so eine gleichmässige Verteilung des Oxydationsmittels in der Pille gewährleistet und die Bildung einer sehr innigen Mischung dieses Pulvers mit den entzündlichen Metallpulver herbeiführt.
Das in der Zündpillenmischung verwendete Kaliumperchloratpulver bewirkt eine ausserordentlich hohe Zufuhr von Sauerstoff für die Unterhaltung der Verbrennung der leicht entzündlichen Metallpulver. Demzufolge entzündet sich die Zündpille, verglichen mit den üblichen bisher verwendeten Zündmischungen, sehr schnell. Die brennenden Partikelchen der Zündmischung werden mit ungeheurer Geschwindigkeit vom Draht 12 weggeschleudert und rasch in der gesamten Birne verteilt, wodurch bewirkt wird, dass der feine Aluminiumdraht mit grosser Geschwindigkeit entzündet wird, viel schneller, als dies bei Verwendung der üblichen Zündmischungen der Fall ist.
In der Fig. 2 zeigt das dargestellte Diagramm die Zeit-Lichtintensitätskurve einer Blitzlichtlampe gemäss der Erfindung. Die Lampe, von welcher diese Kurve abgenommen wurde, bestand aus einer im Handel als A-15-Birne bekannten Birne, gefüllt mit etwa 40 eines
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Wenngleich in der obigen Beschreibung das brennbare Material als Draht beschrieben wurde, wobei im allgemeinen angenommen wird, dass ein solcher kreisförmigen Querschnitt besitzt, so kann doch dieses Material auch ein anderes fadenförmiges Gebilde von äquivalenter Querschnittsfläche, z. B. ein Band sein. Unter der Bezeichnung"Draht"sind daher im Sinne der Erfindung solche äquivalente Gebilde mitzuverstehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Blitzlichtlampe für synchronisierte Blitzlichtaufnahmen, bestehend aus einer geschlossenen Hülle mit einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre und einer losen Füllung entzündbaren, brennbaren Materiales, wobei in der Hülle ein elektrische Energie übertragendes Element und eine damit verbundene Zündmischung aus einem explosiblen Material vorgesehen sind, welche aus Mischungen von Metallpulver, einem Oxydationsmittel und einem Bindemittel besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das brennbare Material verhältnismässig schwer entzündbar ist, wie z.
B. die feinen Drähte aus im wesentlichen reinem Aluminium mit einem Durchmesser von der Grössenordnung von 25 Mikron, und dass die Zündmischung aus einer innigen Mischung eines Oxydationsmittels und zweier Pulver von verschiedener Entzündlichkeit (Zündtemperatur) und verschiedener Wärmekapazität besteht, vorzugsweise erzielt durch die Korngrösse und Beschaffenheit der Pulver, wobei das Pulver mit der höheren Entzündungstemperatur die grössere Wärmekapazität besitzt, so dass das Oxydationsmittel und das Pulver mit der niedrigeren Entzündungstemperatur die Entzündung der Zündmischung mit grosser Geschwindigkeit bewirken und die brennenden Partikelchen des