DE1797120A1

DE1797120A1 - Flash lamp with mechanically ignited ignition system

Info

Publication number: DE1797120A1
Application number: DE19681797120
Authority: DE
Inventors: Seeger Donald E; Bernard Kopelman
Original assignee: Sylvania Electric Products Inc
Current assignee: GTE Sylvania Inc
Priority date: 1967-08-23
Filing date: 1968-08-19
Publication date: 1971-02-11
Also published as: FR1587680A; GB1203857A; BE719784A; DE1797120C3; DE1797120B2

Description

PATENTANWÄLTE
DR. CLAU? r.c!NLÄNDER
DIPL.-ING. KLAUS BERNHARDT ³⁶ '^£'^^b PATENT LAWYERS
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D-8 MÖNCHEN 60
BÄCKERSTRASSE 5D-8 MONKS 60
BÄCKERSTRASSE 5

8YiVAlTIA IBIiEOa¹ItIO-PRODITOiDS, IiIO Wilmington /Delaware, U.S.A₀ 8YiVAlTIA IBIiEOa ¹ ItIO-PRODITOiDS, IiIO Wilmington / Delaware, USA ₀

Blitzlampe mit mechanisch gezündetem ZündsystemFlash lamp with mechanically ignited ignition system

(Zusatz zu Patent ..... (Patentanmeldung P 15 97 733.0))(Addition to patent ..... (patent application P 15 97 733.0))

Priorität:-^; 2%. August 1967 - V.St „v.Amerika - Serdoo 662Priority: - ^; 2%. August 1967 - V.St "from America - Serdoo 662

Das Hauptpatent "betrifft eine Blitzlampe, bestehend aus einem lichtdurchlässigen Kolben und einem in dem Kolben angeordneten Brennstoff,und die Besonderheit nach dem Hauptpatent besteht darin, daß ein mechanisch gezündetes Zündsystem derartig mit Bezug auf den Brennstoff angeordnet ist, daß es dessen Verbrennen auslösen kann. . VThe main patent "relates to a flash lamp consisting of a translucent piston and a fuel arranged in the piston, and the special feature of the main patent consists in that a mechanically ignited ignition system is arranged with respect to the fuel to burn it can trigger. . V

Durch die Erfindung soll eine Blitzlampe nach dem Hauptpatent verfügbar gemacht v/erden, bei der daü Ztüidsystem mit möglichstThe invention is intended to make a flashlight available in accordance with the main patent, with the additional ignition system with as much as possible

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geringer;: Aufwand herstellbar igt und zuverlässig zündet.less ;: effort can be produced and reliably ignites.

Es wurde festgestellt, daß, wenn eine Kombination reaktionsfähiger Bestandteile in einem metallenen Behälter angeordnet wird, der am Ende eine-s knollenartig geformten EoIb en π angeordnet ist, diese Stoffe dur-ch Schlag gezündet werden kennen, um. den licht gebenden Brennstoff in Porm eines zerspanten Metalls zuverlässig zu zünden,,It has been found that when a combination is more reactive Components is arranged in a metal container, which is arranged at the end of a bulb-like shaped EoIb en π is to know these substances can be ignited by blow, around. the light-giving fuel in the form of a machined Reliably ignite metal,

Die Mischung, die im Behälter angeordnet ist und die besonders zuverlässig zum Zünden des'zerspanten brennbaren Metalles ist, enthält einen Brennstoff und ein Oxydationsmittel, die so angeordnet sind, daß sie bei einer gegenseitigen Bewegung der Partikel zünden, beispielsweise eine Mischung- von rotem Phosphor und Kaliumchlorat. Andere Brennstoffe" sind beispielsweise Schwefel, Kohlenstoff, Antimonsulfid und Bleithiozyanat, und andere Oxydationsmittel sind Eatriumchlorat, Kaliumperchlorat und Kalitimnitrat. Diese Mischungen reagieren leicht, wenn die betreffenden Partikel durch gegenseitige Bewegung aneinander reiben, die durch einen Hammerschlag auf den Behälter erreicht wird. Die genannten Mischungen aus Phosphor und Kalium-™ chlorat sind sehr empfindlich gegen Zündung durch Reibung und sind in dem Bereich sehr wirksam. Vorzugsweise liegt das Gewichtsverhältnis von Brennstoff zu Oxydationsmittel beispielsweise zwischen 1:9 und 9:1« Die totale Menge Phosphor und Kaliumchlorat kann bei 15 bis 80 Gewichtsprozent der gesamten Trockenmasse der Mischung liegen. The mixture, which is arranged in the container and which is particularly reliable for igniting the combustible metal that is cut off, contains a fuel and an oxidizing agent, which are arranged so that they are in a mutual movement of Particles ignite, for example a mixture of red phosphorus and potassium chlorate. Other fuels "are for example Sulfur, carbon, antimony sulfide and lead thiocyanate, and other oxidizing agents are sodium chlorate, potassium perchlorate and potassium nitrate. These mixtures react easily when the particles in question come into contact with one another through mutual movement rub, which is achieved by striking the container with a hammer. The mentioned mixtures of phosphorus and potassium ™ chlorate are very sensitive to ignition by friction and are very effective in this area. The weight ratio of fuel to oxidizing agent is preferably between 1: 9 and 9: 1, for example, the total amount of phosphorus and potassium chlorate can be 15 to 80 percent by weight of the total dry matter of the mixture.

Mit den schlagempfindlichen Elementen ist das Metallpulver'With the impact-sensitive elements, the metal powder '

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in Mengen von Ms zu 50 Gewichtsprozent gemischt. Ss wurde festgestellt,, daß Metalle mit einer hohen Oxydationswärme, ■beispielsweise Zirkonium, Hafnium, Thorium, Aluminium, Magnesium, Bor, Silizium oder deren Legierungen-mit Partikelgrößen in der Größenordnung von-0,5 Ms 5-Mikron leicht mitarbeiten, um das zerspante lletall im Kolben, zu zünden«. Wenn die Elemente reagieren, zünden sie da-s Metallpulver und werfen dieses als glühende Partikel in den Kolben hinein, so daß dort das zerspante Metall gezündet wird.mixed in amounts of Ms at 50% by weight. Ss was found, that metals with a high heat of oxidation, ■ for example zirconium, hafnium, thorium, aluminum, Magnesium, boron, silicon or their alloys - with particle sizes on the order of -0.5 Ms 5-micron easily cooperate, to ignite the machined metal in the piston «. if the elements react, they ignite the metal powder and throw it into the flask as glowing particles, so that there the cut metal is ignited.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Mischung zwischen einem durchlöcherten Amboß und dem Äußeren eines sch-üsselformigen Behälters angeordnet, der einen Sockel bildet. Vfenn die Mischung zündet, werden die glühenden Partikel durch die öffnungen und in den Körper des Kolbens gepreßt, so daß das zerspante pyrophore lletall verbrennt. Der Amboß, verhindert mit, daß die Mischung in den Lampenkolben fällt, wenn dieser umgedreht wird, und sorgt für eine feste Abstützung zur Reibung zwischen den Partikeln, wenn der Hammer auf den schüsseiförmigen Teil, oder das Zündhütchen, trifft. Die Löcher gewährleisten eine Verteilung der glühenden Partikel in den Lampenkolben.In one embodiment of the invention, the mixture is between a perforated anvil and the exterior of one arranged bowl-shaped container which forms a base. When the mixture ignites, the glowing particles will go through the openings and pressed into the body of the piston so that the machined pyrophoric metal burns. The anvil, prevented with that the mixture falls into the lamp envelope when this is turned over, and provides a firm support for the friction between the particles when the hammer is on the bowl-shaped Part, or the primer, hits. The holes ensure that the glowing particles are distributed in the lamp bulb.

Die Mengen ^:der erwähnten Stoffe, die ausreichen, das zerspante ketall zu zünden, sind, nicht großo Venn diese Mengen im Behälter einiger Blitzlampentypen angeordnet werden, wurden sie nur einen kleinen Raum einnehmen, und der Sockel müßte entsprechend klein sein, um sie aufzunehmen. Ein sehr kleiner Behälter führt jedoch zu hohen Anforderungen an die Präzision, und die Flächen, auf die der Hammer schlagen kann, wurden sehr ·The quantities ^{: of} the substances mentioned that are sufficient to ignite the machined metal, not large. If these quantities are placed in the container of some types of flashing lamp, they would only take up a small space and the base would have to be correspondingly small to accommodate them. However, a very small container places high demands on precision, and the surfaces that the hammer can strike have become very

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klein sein. Die Menge der durch Schlag zündbaren Mischung für diese Lampen muß also größer gemacht werden, so daß die Oberfläche des Behälters vergrößert werden kann. Diese Vergrößerung kann jedoch nicht ausschließlich durch Erhöhung ,.der Menge der durch Schlag zündbaren Mischung herbeigeführt werden, weil große Mengen dieser Mischung Explosionsgefahr mit sich bringen. Auf der anderen Seite, eine andere Vergrößerung der Charge mit einem Füllstoff kann dazu führen, daß die EmpfindIichkext gegen Aktivierung der durch Schlag w aktivierbaren Elemente"der Mischung verringert wird. Es wurde festgestellt, daß ein zuverlässiges Zünden von liampen mit großen-Behältern dadurch erreicht werden kann, daß ein inertes, jedoch abrasives Material wie Zirkonerde, Siliziumkarbid, Siliziumoxyd oder Tonerde erreicht werden kann. Die Partikelgröße des Füllstoffes soll zwischen 10 und 200 Mikron liegen, und es können bis 50 Gewichtsprozent der Gesamtmischung Füllstoff sein_o . - - be small. The amount of the impact ignitable mixture for these lamps must therefore be made larger so that the surface area of the container can be increased. However, this increase cannot be brought about exclusively by increasing the amount of the mixture which can be ignited by impact, because large amounts of this mixture pose a risk of explosion. On the other hand, a different increase in the charge with a filler can lead to a reduction in the sensitivity to activation of the elements of the mixture that can be activated by impact. It has been found that reliable ignition of bulbs with large containers is thereby achieved it can be that an inert, but abrasive material such as zirconia, silicon carbide, silicon oxide or alumina can be achieved.The particle size of the filler should be between 10 and 200 microns, and it can be up to 50 percent by weight of the total mixture filler _o . - -

Die Wirksamkeit des Phosphors wird verringert, wenn ein Teil in-Phosphorsäure durch Reaktion mit eventuell vorhandener Feuchtigkeit umgewandelt wird- Eine kleine Menge eines ge-φ körnten Materials,· das die Oxydation des roten Phosphors behindern kann., kann der Mischung hinzugefügt werden, um · ·-*,; diesen Bmpfindlichkeitsverlust zu verhindern. Beispielsweise kann ein Erdalkalimetalloxyd, wie Magnesiumoxyd oder Aluminiumoxyd, in Mengen bis-zu 1 Gewichtsprozent der Mischung hinzugefügt werden. Magnesiumoxyd reagiert z.B. mit den Phosphorsäuren, die durch die Reaktion mit Wasser und Sauerstoff gebildet werden. Die anfängliche Empfindlichkeit kann damit beibehalten werden. Ein Trockenmittel, wie Si Ii ο ag el,, kannThe effectiveness of the phosphorus is reduced if a part in phosphoric acid by reaction with any existing Moisture is converted- A small amount of a ge-φ granular material that hampers the oxidation of red phosphorus can., can be added to the mix to · · - * ,; to prevent this loss of sensitivity. For example an alkaline earth metal oxide, such as magnesium oxide or aluminum oxide, added in amounts up to 1 percent by weight of the mixture will. Magnesium oxide reacts e.g. with phosphoric acids, formed by the reaction with water and oxygen will. The initial sensitivity can thus be retained will. A desiccant like Si Ii ο ag el ,, can

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ebenfalls hinzugefügt werden, um Wasser zu entfernen, das versehentlich mit in die Lampe eingeschlossen ist, sei es in den KoIIden oder in die Mischung.can also be added to remove water accidentally trapped in the lamp, be it in the pods or in the mixture.

Die Mischung wird mit einem Binder zusammengehalten. Dessen Menge reicht aus, um die Bestandteile kompakt zu halten, reicht jedoch nicht aus, die Partikel zu imprägnieren und eine gegenseitige -Heiburig derselben zu -verhindern, wenn der Behälter mit einem Hammer geschlagen wird.The mixture is held together with a binder. Whose The amount is sufficient to keep the constituents compact, but is not sufficient to impregnate the particles and prevent them from becoming mutually exclusive when the container is in place being hit with a hammer.

Als Variante der Mischung ist es möglich, die Bestandteile in zwei !Teile zu unterteilen, wenn ein Brennstoff und ein Oxydationsmittel, wie roter Phosphor und Kaliumchlorat, als durch Schlag aktiv!erbare Elemente verwendet werden. Sin Teil enthält das Kaliumchlorat und der andere den Phosphor. Der Rest der Bestandteile kann mit einem oder beiden Materialien gemischt werden. Das Kaliumchlorat kann beispielsweise an dem Boden des Behälters als Brei aufgebracht werden, und ein' Kuchen aus dem Phosphor und den übrigen Bestandteilen auf .dem Kaliumchlorat angeordnet werden. Die Partikel des Phosphors und des Kaliumchlorat s sind dann einander benachbart und sind in der beschriebenen Weise aktivierbar.As a variant of the mixture, it is possible to use the ingredients divide in two! parts if one fuel and one Oxidizing agents, such as red phosphorus and potassium chlorate, can be used as elements which can be activated by impact. Sin part contains the potassium chlorate and the other contains the phosphorus. The rest of the ingredients can be made with one or both of the materials be mixed. The potassium chlorate can, for example, at the Bottom of the container can be applied as a paste, and a 'cake made from the phosphorus and the remaining ingredients .be placed on the potassium chlorate. The particles of phosphorus and potassium chlorate are then adjacent to one another and can be activated in the manner described.

Diese Variante ist wegen der extremen Empfindlichkeit der Mischung aus rotem Phosphor und Kaliumohiorat erwünscht, die zu Problemen Inlaß gibt, wenn diese Mischung in der Massenproduktion verarbeitet werden soll. Im feuchten Zustand, sei sie mit Wasser oder organischen Lösungsmitteln benetzt, ist die Mischung ziemlich sicher zu handhaben, wird aber imThis variant is because of the extreme sensitivity of the Mixture of red phosphorus and potassium hydroxide desired that gives rise to problems when this mixture is mass-produced should be processed. In the moist state, be it wetted with water or organic solvents pretty safe to handle the mix but will im

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trockenen Zustand gegen mechanische Reize extrem empfindlich. Zufällige Aktivierungen während der Lampenherstellung können auf ein Minimum herabgesetzt werden, und wenn solche auftreten, während die Bestandteile feucht sind, sind sie nicht mit Gefahr verbunden.dry state extremely sensitive to mechanical stimuli. Accidental activations during lamp manufacture can be minimized, and when they occur, while the ingredients are moist, they are not associated with hazard.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden, die einen Schnitt durch eine mechanisch gezündete Blitzlampe zeigt.The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing showing a section through a mechanically ignited flash lamp.

Die dargestellte Lampe besteht aus einem Kolben 1, der mit Sauerstoff unter einem Druck in der Größenordnung von 3 bis 7 Atmosphären und Metallspänen 2, beispielsweise aus Zirkon, gefüllt ist. Ein metallener Sockel 4 ist dicht mit einer üblichen Glas-Metall-Dichtung 5 an den Kolben 1 angesetzt, Wenigstens ein Teil des schüsseiförmigen Teils oder Zündhütchens 6 des Sockels ist aus einem leichtverformbaren Metall geformt, das nachgibt, wenn ein nicht dargestellter Hammer aufschlägt. Die Verformung sorgt für eine Reibung der Partikel der durch Schlag aktivierbaren Elemente gegeneinander, beispielsweise rotem Phosphor und Kaliumchlorat, die in einer Qharge 7 enthalten sind. Ein fest angeordneter, durchlöcherter Amboß liegt an der Charge 7 an und hält ihn an Ort und Stelle, um eine Bewegung aus diesem Raum heraus zu verhindern. Vorzugsweise ist der Amboß 8 mit nach außen sich erweiternden Seiten 9 versehen, so daß er mit einer Einbördelung 10 an Ort und Stelle festgelegt werden kann.The lamp shown consists of a bulb 1 with Oxygen under a pressure of the order of 3 to 7 atmospheres and metal chips 2, for example made of zirconium, is filled. A metal base 4 is tightly attached to the piston 1 with a conventional glass-metal seal 5, At least part of the bowl-shaped part or primer 6 of the base is made of an easily deformable metal shaped that yields when a hammer, not shown, strikes. The deformation creates friction between the particles the elements that can be activated by impact against each other, for example red phosphorus and potassium chlorate in one batch 7 are included. A fixed, perforated anvil rests against the charge 7 and holds it in place for a To prevent movement out of this space. Preferably, the anvil 8 is provided with outwardly widening sides 9, so that it can be set in place with a bead 10.

Wenn die durch Schlag aktivierbaren Elemente unter gegenseitiger Reibung bewegt werden, reagieren sie miteinander und zünden das Metallpulver, das mit ihnen gemischt ist. Die glühenden Partikel aus pulverförmigem Metall (und einige Brennstoffpartikel)If the elements that can be activated by impact are moved under mutual friction, they react with one another and ignite Metal powder mixed with them. The glowing particles of powdered metal (and some fuel particles)

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werden durch die Öffnungen 11 im Aboß 8 in den Kolben 1 herausgeworfen, wo sie ihrerseits die Metallspäne 2 zünden und damit die Lampe zum Aufblitzen bringen»are through the openings 11 in the abutment 8 in the piston 1 thrown out, where they in turn ignite the metal chips 2 and thus cause the lamp to flash »

Die Charge 7 wird mit einem Binder zusammengehalten, beispiels-^ weise Hydroxyäthylzellulose, Nitrozellulose oder Methyoxyzellulose. Vorzugsweise bilden die Festkörper des Binders etwa 1/4 bis 4 Gewichtsprozent der Gesamtmischung und reichen aus, die die Charge 7 bildenden Partikel als Einheit zusammenzuhalten, jedoch nicht, um den Körper zu imprägnieren und zu beschichtenρ Die durch Schlag aktivierbaren Bestandteile der Mischung müssen mit einem Bewegungsraum zwischen den.Partikeln angeordnet, sein, damit sie gegeneinander reiben und reagieren können. Wenn solche Bewegungen verhindert werden, oder stattdessen jeder Partikel beschichtet wäre, würde die gegenseitige Reibung der Partikel behindert sein.The batch 7 is held together with a binder, for example ^ wise hydroxyethyl cellulose, nitrocellulose or methoxy cellulose. Preferably, the solids of the binder make up about 1/4 to 4 percent by weight of the total mixture and range from holding the particles forming charge 7 together as a unit, but not to impregnate the body and to Beschichtenρ The components of the which can be activated by impact Mix with a space of movement between the .particles arranged so that they rub against each other and react can. If such movements were prevented, or instead each particle were coated, the mutual would Friction of the particles be hindered.

Ii¹Ur die Mischung sollen folgende spezielle Beispiele gegeben, werden. Diese Beispiele sind nur als solche gedacht, und die Erfindung ist nicht auf die genannten Zahlenwerte beschränkt.Ii ¹ Ur the mixture should be given to the following specific examples. These examples are only intended as such, and the invention is not restricted to the numerical values mentioned.

Example I.

0,28 g P (rot) 0,45 g0.28 g P (red) 0.45 g

0,270 g KdO₃ 0,65 g inerter Füllstoff0.270 g KdO ₃ 0.65 g inert filler

(Alundum) 0,002 g MgO 0,65 Nitrozellulose(Alundum) 0.002 g MgO 0.65 nitrocellulose

(2(2

Die Mischung wird durch Sehlag aktiviert.The mixture is activated by blow blow.

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■ 1797126■ 1797126

Example II

ι.ι.

Eine Partie der Mischung, die unterteilt werden kann, hat folgende Bestandteiles-Has a lot of mix that can be divided the following components-

H mg P (rot) 2 mg SilicagelH mg P (red) 2 mg silica gel

34 mg KGlO₅ 30 mg Alundtun 2 mg MgO 2 mg (Hydroxyäthylzellulose-34 mg KGlO ₅ 30 mg Alundtun 2 mg MgO 2 mg (hydroxyethyl cellulose

■ ■ Feststoffe) 65 mg Zr■ ■ solids) 65 mg Zr

Die Mischung wird durch Schlag aktiviert.The mixture is activated by impact.

009887/0660-iifirj=009887/0660-iifirj =

Claims

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- 9 - S6 P36 D- 9 - S6 P36 D

Claims

Flash lamp with mechanically ignited ignition system after Patent;. '.. (patent application P 15 97 733.0), characterized in that that a container is arranged on the lamp bulb, the interior of which is in communication with the interior of the bulb, and a batch is arranged in the container, those made up of particles of a material that can be ignited by impact and a metal in powder form that is combustible under glowing conditions consists.

Lamp according to claim 1, characterized in that the impact ignitable material a mixture of one Contains fuel and an oxidizing agent.

3. Lamp according to claim 2, characterized in that the fuel is red phosphorus and the oxidizing agent is potassium chlorate is "

4 »lamp according to claim 3, characterized in that the

Weight ratio red phosphorus ϊ potassium chlorate between • Ti is 9 and 9: 1.

5. Lamp according to one of claims 1 to 4, characterized in that the metal powder relative to the rest of the charge is arranged so that it glows after ignition and into the Inside of the piston is thrown out »

009387/0660 Neue Un: n la® ^n ιαλ j % ι a*.a m t uu t <k» h**un*tn. v. 4.9.009387/0660 New Un: n la® ^ n ιαλ j% ι a * .a mt uu t <k »h ** un * tn. v. 4.9.

- ίο -

Lamp according to one of Claims 1 to 5, characterized in that that the metal powder zircon, HkfhLum, thorium, Aluminum, magnesium, silicon, sor and / or an alloy such metals is.

7. Lamp according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the particle size of the metal powder
is between 0.5 and 5 microns.

8ο lamp according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the charge contains a substance that can react with the oxygen-containing acids of phosphorus, so that these are neutralized and the original sensitivity of the batch remains.

9. Lamp according to one of claims 1 to 7, characterized in that the charge contains a substance with which the oxidation of the phosphor can be prevented, so that the initial sensitivity of the charge is maintained
will.

TOo lamp according to Claim 8 or 9, characterized in that the substance is an alkaline earth oxide or aluminum.

11. Lamp according to one of claims 1 to 10, characterized in that that the charge contains an inert, abrasive filler.

12. Lamp according to one of claims 1 to 11, characterized in that that the particles of the batch are bound to one another by a binder, at least some of the

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The surface of the particles is unfairly layered and free, rubbing against other particles *

13.Lampe according to one of claims 1 to 12, wherein the Gharge containing container is arranged in the base of the lamp, characterized in that the charge on a perforated anvil rests, which separates at least part of the base from the interior of the piston, and further against a bowl-shaped part of the base, so that when this bowl-shaped part is hit, the particles of the Charge can ignite. .

Ho lamp according to one of claims 1 to 13, characterized in that that either a layer of fuel or a layer of oxidizing agent is applied to the container and the other of the two substances is mixed with the metal powder and applied to this layer.

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