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Durch Funken zündbar photographische Blitzlichtlampe
Bei gegenwärtig im Handel erhältlichen Blitzlichtlampen mit einem geschlossenen Kolben, der eine eine Verbrennung unterstützende Atmosphäre und eine Ladung aus einem brennbaren Material enthält, besteht die Zündeinrichtung aus einem dünnen Wolframdraht, der gewöhnlich mittels einer Trockenbatterie auf Glühtemperatur erhitzt wird, um die Zündung der Zündmasse zu bewirken, die sodann ihrerseits das brennbare Material entflammt, das gewöhnlich aus einer in Streifen geschnittenen Aluminiumfolie besteht. Blitzlichtlampen dieser Art arbeiten zwar unter normalen Bedingungen befriedigend, doch können Schwierigkeiten durch Nichtzünden der Lampe auftreten, wenn die Batterie bereits stark verbraucht ist oder wenn der Widerstand des Zündstromkreises, z.
B. infolge eines schlechten Kontaktes zwischen dem Lampensockel und der Fassung, hoch ist.
Es sind ferner schon glühfadenlose photographische Blitzlichtlampen vorgeschlagen worden, die eine brennbare Folie und zwei in genau vorgegebenem Abstand voneinander angeordnete Elektroden enthalten und bei denen sich im Spalt zwischen den beiden Elektroden ein explosibler Stoff befindet, der durch eine zwischen den Elektroden durch Anlegen einer Hochspannung von einem Transformator ausgelöste Bogenentladung gezündet wird. Auch diese bekannten Lampen erfordern aber einen erheblichen Aufwand an elektrischer Leistung für eine verlässliche Zündung.
Schliesslich sind auch schon durch Funken zündbar Blitzlichtlampen bekannt, bei welchen sich in einem geschlossenen, lichtdurchlässigen Lampenkolben eine den Kolben im wesentlichen ausfüllende lockere Masse aus metallischem, brennbarem Material, eine die Verbrennung unterstützende Atmosphäre und eine im Funkenentladungsweg liegende Zündmasse befinden, die wenigstens einen Teil eines elektrisch isolierenden Überzuges bildet, welcher eine in den Kolben hineinragende Metallelektrode im wesentlichen über deren Gesamtlänge bedeckt.
Blitzlichtlampen dieser Art, bei welchen der Zündstromweg von der einzigen Elektrode über die Zündmasse und das brennbare Material nur kapazitiv gegen den zweiten Pol (Masse) der Zündspannungsquelle geschlossen ist, erfordern zu ihrer Zündung eine sehr hohe Spannung und auch eine relativ hohe Leistung.
Die Erfindung zielt darauf ab, die geschilderten Schwierigkeiten zu überwinden und eine verbesserte Blitzlichtlampe der letzterwähnten Art zu schaffen, insbesondere eine derartige glühfadenlose Blitzlichtlampe so auszubilden, dass sie im Betrieb selbst in Verbindung mit einer sehr leistungsschwachen elektrischen Spannungsquelle mit relativ niedriger Spannung verlässlich arbeitet. Dazu werden im Rahmen der Erfindung zwei Elektroden angeordnet, wobei aber eine genaue Einhaltung eines vorgegebenen Elektrodenabstandes nicht erforderlich ist.
Eine gemäss der Erfindung ausgebildete Blitzlichtlampe der letzterwähnten Art, bei der sich also im Kolben eine Metallelektrode mit einem Zündmasse für das brennbare Material enthaltenden elektrisch iso- lierenden Überzug befindet, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass im Abstand von dieser Elektrode eine gegebenenfalls auch mit einem Zündmasse enthaltenden Überzug versehene zweite Elektrode in den Kolben ragt und dass das metallische, brennbare Material sowohl mit der Zündmasse an der erstgenannten Elektrode als auch mit der zweiten Elektrode in Berührung steht und zwischen diesen beiden Elektroden einen elektrisch leitenden Weg bildet.
Bei dieser Lampe ruft ein elektrischer Auslöseimpuls zwischen einer Elektrode und dem brennbaren Material kleine Bogenentladungen hervor, welche die Zündmasse durchsetzen und zünden, wodurch auch das brennbare Material entflammt wird. Der Strom fliesst dabei
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von einer Elektrode über einen Lichtbogen durch den die Zündmasse enthaltenden Überzug zu dem brennbaren Material und sodann durch die Stromleitung in der Folie zur andern Elektrode bzw., falls die zweite Elektrode ebenfalls mit einem eine Zündmasse enthaltenden Überzug versehen ist, zu diesem zweiten Zündüberzug und in Form eines Bogens durch diesen Überzug zur zweiten Elektrode, wodurch der Stromweg geschlossen wird.
Infolge dieses, abgesehen von den kleinen Lichtbögen, galvanisch geschlossenen Stromweges sind die zur Zündung erforderliche Spannung und Leistung sehr gering.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung liegen die beiden mit gegenseitigem Abstand angeordneten, vorzugsweise geraden Metallelektroden in bekannter Weise nebeneinander und sind im wesentlichen über ihre Gesamtlänge innerhalb des Kolbens mit einem elektrisch isolierenden Material überzogen, von dem zumindest ein Teil aus Zündmasse besteht. Bei einer besonders für Blitzlichtgeräte mit Ma- gazinen geeigneten Ausführung ist der Kolben in an sich bekannter Weise röhrenförmig und an jedem Röh- renende ist eine metallische Elektrode angeordnet, wobei eine dieser Elektroden ein blanker Leiter ist, der sich in direkter Berührung mit dem brennbaren metallischen Material befindet.
Eine erhebliche fertigungstechnische Erleichterung ergibt sich, wenn die Elektroden innerhalb des Kolbens einen gegenseitigen Abstand haben, der grösser ist als jener Elektrodenabstand, der bei der Gasfüllung des Kolbens und bei der Spannung der für die Zündung der Lampe verwendeten Energiequelle zu einer direkten Entladung zwischen den Elektroden führen würde.
Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an Ausführungsbeispielen genauer erläutert werden. Fig. l zeigt im Achsschnitt eine erfindungsgemässe Blitzlichtlampe mit an entgegengesetz- ten Kolbenendenliegenden elektrischen Anschlüssen samt dem zugehörigen Steuerkreis. Fig. 2 ist ein Teilschnitt durch eine geringfügig abgeänderte Ausführungsform. Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels mit einseitig angeordneten Anschlüssen.
Die in Fig. l dargestellte Lampe mit gegenüberliegenden Anschlüssen lässt sich im Hinblick auf das Fehlen eines Glühfadens leicht wirtschaftlich herstellen. Die Lampe hat einen lichtdurchlässigen Kolben 1, der vorzugsweise aus Glas besteht und röhrenförmig ist. Die Enden des Kolbens sind mit abgesetzten Halsteilen 2 versehen, an die, vorzugsweise durch unmittelbare Metall-Glas-Verschmelzung, hermetisch dicht metallische Kontaktteile 3 angesetzt sind. In der Zeichnung sind leicht ausgewölbte Scheiben aus einem Metall oder einer Legierung dargestellt, das bzw. die eine Verschmelzung mit Glas erlauben, beispielsweise aus einer Chrom-Eisen-Legierung, wenn der Kolben 1 aus dem in der Lampentechnik üblichen Expansionsglas besteht.
Mit jedem Kontaktteil 3 ist, beispielsweise durch Schweissen oder Löten, eine Drahtelektrode 4 verbunden, die sich in das Innere des Kolbenserstreckt und aus einem geeigneten Metall, wie Eisen, Kupfer, Aluminium, Nickel usw., besteht.
Eine der Elektroden 4 ist mit einer porösen Zündmasse 5 überzogen, welche die gleiche Zusammen- setzung wie bei den üblichen Blitzlichtlampen mit Glühfaden haben kann. Solche Zündmassen bestehen im allgemeinen aus einem porösen Gemisch eines leicht zündbaren Metallpulvers, wie Zirkon oder einem Gemisch von Zirkon mit Magnesium, und eines Oxydationsmittels, wie Kaliumperchlorat, wobei diese Pulver durch ein geeignetes Bindemittel, z. B. Nitrozellulose, miteinander verbunden sind. Beispielsweise besteht eine geeignete Zündmasse aus 90 Gew.-% Zirkon und 10 Gew.-% Kaliumperchlorat ; diese Zündmasse wird als Aufschlämmung in einer Lösung von Nitrozellulose in Amylacetat mit einer Viskosität von etwa 24 Zentipoise hergestellt.
Bei einem typischen Ausführungsbeispiel wird auf eine Elektrode von 12 mm Länge eine Menge von 0, 00437 g dieser Zündmasse aufgebracht.
Der Kolben 1 enthält eine Füllung aus einer losen Masse von brennbarem Material 6, vorzugsweise in der Form einer in Streifen geschnittenen Aluminiumfolie, wie sie in üblichen Blitzlichtlampen verwendet wird. Ferner enthält der Kolben eine Atmosphäre aus einem die Verbrennung unterstützenden Gas, vor- zugsweise Sauerstoff, mit einem geeigneten Druck, der unterhalb oder oberhalb des atmosphärischen Druk- kes liegen kann. Bei kleinen Kolbenabmessungen kann der Sauerstoffdruck 1200 mm betragen.
Die in Fig. 2 dargestellte Lampe ist ähnlich wie die Lampe nach Fig. l aufgebaut, hat aber abgeän- derte Anschlüsse 3', die schalenförmig sind, wobei der Rand jeder Schale stirnseitig in die Wandung eines
Halsteiles 2 des Kolbens 1 eingebettet ist.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Lampe sind beide Stromzuführungen auf der gleichen Seite des Kolbens 7 angeordnet, der in üblicher Weise abgeschmolzen ist, wobei sich die Zuleitungsdrähte oder Elektroden 8 durch die Kolbenwandung nach innen erstrecken und durch eine angeschmolzene GlÅasperle 9 im richtigen
Abstand gehalten werden. Der über der Perle 9 vorstehende Teil jeder Elektrode 8 ist mit einer Zünd- masse 10 überzogen, welche die bereits in Verbindung mit Fig. 1 erläuterte Zusammensetzung haben kann.
Um einen Kurzschluss der Elektroden 8 durch die metallische Folie 11 zu verhindern, sind jene Teile
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der Elektroden, die innerhalb des Kolbens und unter der Perle 9 liegen, mit einem elektrisch isolierenden oder dielektrischen Überzug 12 versehen. Dieser dielektrische Überzug12 kann aus einer Boratzusammensetzung bestehen, die zweckmässig schon vorher auf den Zuleitungen oder Elektroden 8 aufgebracht wird, um zugleich eine gute Einschmelzung der Zuleitungen in den Glaskolben 1 zu gewährleisten. Die Elektroden können aus üblichen, mit Kupfer überzogenen Nickel-Eisen-Kerndrähten bestehen.
Der Boratüberzug wird von den oberhalb der Perle 9 liegenden Elektrodenteilen oder zumindest von den Endteilen der Elektroden vor dem Aufbringen der Zündmasse 10 entfernt. Der Kolben 7 wird mit einem die Verbrennung unterstützenden Gas gefüllt und kann mit einem Sockel 13 versehen werden, der einen Seitenkontakt 14 und einen Mittelkontakt 15 aufweist ; an diese Kontakte sind die Zuleitungen zu den Elektroden 8 angeschlossen.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt darin, dass die brennbare Folie einen Leitungsweg zwischen den Elektroden bildet, von denen die Folie nur durch die normalerweise isolierende poröse Zündmasse an den beiden Elektrodenenden getrennt ist. So befindet sich in Fig. 1 die Folie 6 einerseits in direktem Kontakt mit der rechten Elektrode 4 und anderseits in Kontakt mit dem die Zündmasse enthaltenden Überzug 5 an der linken Elektrode 4. In Fig. 3 berührt die in Streifen geschnittene Folie 11 den die Zündmasse enthaltenden Überzug 10 an beiden Elektroden 8.
Die tampe wird von einer Stromquelle 16 durch einen Impuls mit relativ hoher Spannung (etwa 200 bis 500 Volt) und kurzer Dauer (etwa 20 bis 100 Mikrosekunden) gezündet. Die an den Kontakten 3 (Fig. l) auftretende Spannung führt bei der Schliessung des Stromweges innerhalb der Lampe zu kleinen Bogenentladungen. Der Stromweg beginnt bei einer Elektrode 4 (beispielsweise der linken) mit einem den Zünd- überzug 5 zur Folie 6 hin durchsetzenden Boden und verläuft sodann durch die Folie zur andern Elektrode 4, wodurch der Stromweg geschlossen wird. Der kleine Bogen oder die Bögen, welche auf diese Weise gebildet werden, zünden die Zündmasse 5, welche ihrerseits die Folie 6 entflammt und damit die eigentliche Zündung der Lampe bewirkt.
Bei der Lampe nach Fig. 3 verläuft der Stromweg von einer Elektrode 8 über einendenZündüberzug 10 durchsetzenden Boden zur Folie 11, welche den Strom zum zweiten Zünd- überzug 10 an der andern Elektrode leitet, und sodann über einen weiteren, diesen Zündüberzug durchsetzenden Bogen zu dieser andern Elektrode 8.
Ein besonderer Vorteil dieser Lampenbauweise liegt darin, dass kein definierter fester Abstand zwischen den Elektroden erforderlich ist, so dass auf Herstellungsgenauigkeit nicht geachtet werden muss und insbesondere die Massenfertigung solcher Lampen in wirtschaftlicher Weise möglich ist. Infolge des Fehlens eines Glühfadens können leicht auch Lampen mit beidseitiger Stromzuführung, wie sie in Fig. l dargestellt sind, hergestellt werden ; solche Lampen eignen sich besonders für die Verwendung in Blitzlichtgeräten mit automatisch ladenden Magazinen.
Ein weiterer besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Lampen besteht darin, dass sie nach einem anderweitigen Vorschlag unter Verwendung eines piezo-elektrischen Kristalls als Energiequelle verlässlich gezündet werden können, wie dies in Fig. 1 durch den Kristall 16 angedeutet worden ist. Als Energiequelle kann allgemein eine Kombination aus Batterie und Übertrager oder eine statische elektrische Ladung verwendet werden, doch stellt es einen besonderen Vorteil dar, wenn die Quelle so leistungsschwach (in der Grössenordnung von Mikrowatt) sein kann, dass hiefür ein piezo-elektrischer Kristall verwendbar ist und daher das Erfordernis einer Batterie mit den bekannten Unzukömmlichkeiten und Nachteilen völlig vermeidbar ist.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Lampe wird vorzugsweise die Gesamtlänge der einen Elektrode 4 mit Zündmasse 5 überzogen. Falls erwünscht, kann aber die Zündmasse auch nur über einen Teil der Länge der Elektrode aufgebracht werden, u. zw. bevorzugt auf den innersten Endteil, der vom Kontaktteil 3 entferntliegt. In diesem Falle muss der übrige Teil der Elektrode mit einem isolierenden Material bedeckt werden, um einen Kurzschluss zwischen den beiden Elektroden 4 durch die Metallfolie 6 zu verhindern.
Dieser isolierende oder dielektrische Überzug kann aus einem Oxyd des Elektrodenmetallsbestehen, beispielsweise aus Kupferoxyd bei einer Kupferelektrode, oder aus einem andern geeigneten dielektrischen Stoff, etwa aus der bei der Lampe nach Fig. 3 verwendeten borathältigen Masse 12. Ein brauchbarer Überzug kann auch durch Niederschlagen eines Rauches hergestellt werden, der beim Verbrennen eines Gemisches von Borsäure und"Synasol"entsteht."Synasol"ist eine farblose Flüssigkeit, die aus 100 Teilen denaturiertem Äthylalkohol, 5 Teilen Äthylacetat und 1 Teil Flugzeugbenzin besteht.