DE2542458A1 - ELECTRICALLY LIGHTABLE PHOTO FLASH - Google Patents
ELECTRICALLY LIGHTABLE PHOTO FLASHInfo
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Description
GTE Sylvania Inc., U.S.A. λ ι- / «-w r οGTE Sylvania Inc., U.S.A. λ ι- / «-w r ο
25424bo25424bo
19. September 197519th September 1975
GTE-PA 58GTE-PA 58
PATENTANMELDUNGPATENT APPLICATION
Elektrisch zündbare FotoblitzlampeElectrically ignitable photo flash lamp
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch zündbare Fotoblitzlampe, die einen röhrenförmigen Glaskolben besitzt, dessen einesEnde einen Absaugstutzen hat, während das andere Ende einen die Zuleitungsdrähte umschließenden Quetschfuß aufweist, zwischen den Zuleitungsdrähten ist an deren Enden ein Wolframglühfaden mit einer Zündmaterialschicht beispielsweise aus einer pulverisierten Zirkonmischung, in Form sogenannter Zündperlen, an den Verbindungspunkten befestigt·· und der Glaskolben ist mit Sauerstoff und energiereichem Brennmaterial, wie fein geschnitzelter Zirkon-, Hafnium- und Aluminiummetallfolie gefüllt.The present invention relates to an electrically ignitable photoflash lamp having a tubular glass envelope one end of which has a suction nozzle, while the other end encloses one of the supply wires Has pinch foot, between the lead wires is a tungsten filament with a layer of ignition material at their ends For example, made of a powdered zirconium mixture, in the form of so-called ignition pearls, attached to the connection points ·· and the glass bulb is filled with oxygen and high-energy fuel, such as finely chopped zirconium, hafnium and aluminum metal foil.
Bekanntlich erzeugen Fotoblitzlampen durch Verbrennung des Brennmaterials aktinisches Licht, wobei die Füllung mit Sauerstoff für eine schnelle Verbrennung" sorgt.It is known that flash lamps produce actinic light by burning the fuel, the filling with Oxygen for a quick burn "ensures.
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In einigen gegenwärtig gefertigten Fotoblitzlampen bestehen die Zündmittel aus einem Paar Zuleitungsdrähten, die durch einen Quetschfuß führen und mittels einer um beide Drähte verschmolzenen Glaskugel in etwa paralleler Position gehalten werden. Eine solche Ausführung ist der US-PS 3.739.166 zu entnehmen.In some currently manufactured photoflash lamps, the ignition means consists of a pair of lead wires, which lead through a pinch foot and roughly parallel by means of a glass ball fused around both wires Position. Such a design can be found in US Pat. No. 3,739,166.
Eine andere Ausführung gemäß der US-PS 3.77o.362 enthält keine Glaskugel, wie hier Figur 1 zeigt. Hier führen die Zuleitungsdrähte an entgegengesetzten Seiten innerhalb der Lampe aus dem Quetschfuß, führen schräg zueinander und verlaufen für einen großen Teil ihrer Länge innerhalb des Glaskolbens parallel bis zu ihren Enden, an denen der Glühfaden befestigt ist.Another embodiment according to US-PS 3.77o.362 contains no glass ball, as Figure 1 shows here. Here the lead wires lead inside on opposite sides the lamp from the pinch foot, run obliquely to each other and run for a large part of their length within of the glass bulb parallel to their ends where the filament is attached.
Bei beiden Ausführungen erstrecken sich die Zuleitungen in dem Glaskolben über etwa 4o % seiner Länge.In both versions, the supply lines in the glass bulb extend over about 40% of its length.
Sobald den nach außen ragenden Enden der Zuleitungsdrähte Zündspannung zugeführt wird, wird der Glühfaden weißglühend und löst die Zündung des Zündmaterials und damit den Beginn der Verbrennung aus. Hierdurch wird eine vorherbestimmte Lichtmenge erzeugt.As soon as ignition voltage is supplied to the outwardly protruding ends of the lead wires, the filament becomes incandescent and triggers the ignition of the ignition material and thus the start of combustion. This becomes a predetermined one Amount of light generated.
Üblicherweise ist der Sauerstoff mit einem Druck von 8 Atmosphären vorgesehen. Beim Blitzen der Lampe wird der Sauerstoff erhitzt, so daß der Druck auf einen Spitzenwert steigt, der etwa 6o % höher als der anfängliche Wert liegt. Gleichzeitig treffen auf die Innenwand des Glaskolbens geschmolzene Tröpfchen von Metallen und Oxyden auf,Usually the oxygen is provided at a pressure of 8 atmospheres. When the lamp flashes, the Oxygen is heated so that the pressure rises to a peak about 60% higher than the initial value lies. At the same time, molten droplets of metals and oxides hit the inner wall of the glass flask,
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die von der aktinischen Verbrennung herrühren. Der dadurch entstehende örtliche Wärmeschock führt zu Überbeanspruchungen des Glases, so daß es zum Absplittern, Springen und Zerfallen der Glashülle komm,en kann. Es wurde deshalb zur Verstärkung der Glashülle und zur Verbesserung ihrer Druckleistung (containment capability) ein Schutzlack außen aufgebracht, der beispielsweise aus Zelluloseazetat bestand.resulting from actinic burn. The resulting local thermal shock leads to overstressing of the glass, so that the glass envelope can splinter, crack and crumble. It was therefore used to strengthen the glass envelope and improve its printing performance (containment capability) a protective varnish applied on the outside, which consisted, for example, of cellulose acetate.
Der erwähnte Spitzenwert des Innendrucks tritt im Blitz-Zyklus schon früh ein, zwischen 13 und 20 Millisekunden nach der Auslösung. Danach geht der Innendruck zurück, da die Reaktion Sauerstoff verbraucht. Nach etwa 160 Millisekunden ist der Innendruck 1 Atmosphäre. Die mögliche Gefahr des Platzens ist demgemäß eine zeitabhängige Funktion. Durch Verschmutzung und Herstellungstoleranzen kann der Innendruck höher ausfallen. Um das auszugleichen, hat man ein Übermaß (über das stöchiometrische Verhältnis) an Brennmaterial (5-10% Übermaß) vorgesehen. So wurde der Sauerstoff vollständiger verbraucht und quasi als Blitzlöscher verwendet. Anschließend stellte sich dann etwa atmosphärischer Druck im Glaskolben ein. In neuerer Zeit hat man es jedoch mit dickeren Schutzlacken, Folien und/oder stärkerem Glas des Kolbens versucht und ein gleiches oder annähernd stöchiometrisches Gleichgewicht angewendet. Man erreichte dadurch eine verbesserte Lichtausgangsleistung.The mentioned peak value of the internal pressure occurs early in the flash cycle, between 13 and 20 milliseconds after tripping. The internal pressure then falls as the reaction consumes oxygen. After about The internal pressure is 1 atmosphere for 160 milliseconds. The possible risk of bursting is accordingly a time-dependent one Function. The internal pressure can be higher due to contamination and manufacturing tolerances. To that to compensate, you have an excess (over the stoichiometric ratio) of fuel (5-10% oversize) provided. In this way, the oxygen was used up more completely and used as a kind of lightning extinguisher. Then about atmospheric pressure was set in the glass flask. In recent times, however, you have it with Thicker protective lacquers, foils and / or thicker glass of the piston tried and an equal or approximately stoichiometric equilibrium applied. An improved light output was thereby achieved.
Zusätzlich zur Benutzung eines Glaskügelchens zum Getrennt-In addition to using a glass bead to separate
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halten der Glühfadenzuleitungen benutzen bestimmte andere Lampentypen, wie z.B. im US-Patent 3.Θ1Β.054 beschrieben, außerdem eine um einen Teil des einen Zuführungsdrahtes befindliche, als Isolierschutz dienendes Glasröhrchen, das vom Glaskügelchen zum Glühdraht reicht, um Nachzündungs-Kurzschlüsse über die Zuleitungsdrähte zu verhindern. Eine solche Besonderheit wird für den sachgemäßen Betrieb gewisser Blitzfolgeschaltungen zur Steuerung von Blitzlampen-Dipolreihen gebraucht. Wenn z.B. in einer gegenwärtig auf den Markt gebrachten Fotoblitzreihenausführung ein Kurzschluss zwischen den geschmolzenen Zuleitungsdrähten in der ersten (oder einer der darauffolgenden)Lampe der durch die Folgeschaltung zu blitzenden Reihe auftritt, wird die ganze Lampenreihe nutzlos gemacht.keep the filament leads using certain other types of lamps such as described in U.S. Patent 3,110,054, also one around part of one lead wire located glass tube serving as insulation protection, which extends from the glass bead to the glow wire, to prevent post-ignition short circuits via the lead wires. Such a peculiarity will be for the correct operation of certain flash sequencing circuits for Control of flash lamp dipole rows needed. For example, if in one currently being launched Photo flash series execution a short circuit between the molten lead wires in the first (or one of the subsequent) lamp by the sequential circuit If the row to be flashed occurs, the whole row of lamps is rendered useless.
Obgleich ein isolierendes Glasröhrchen zuverlässig die gewünschte Zuleitungsisolierfunktion schafft, erhöht seine Benutzung beträchtlich sowohl die Herstell- wie auch die Materialkosten der Lampeneinheit. Z.B. werden nach einer gegenwärtigen Herstellmethode zur Bearbeitung des Zündträgerauf baus die Zuleitungsdrähte anfänglich in Form einer Haarnadel mit dem geschlossenen Ende nach unten zeigend gemacht. Das Glaskügelchen wird dann an die Zuleitungsdrähte angeschmolzen, um ihren Abstand festzulegen; dies ist der herkömmliche Vorgang zur Kügelchen-Befestigung. Als nächstes wird das geschlossene Ende der Haarnadel auf normale Art abgeschnitten. Die Trägerstruktur wird dann um 180° gedreht, und eine Glasrohre wird über einen der Zuleitungsdrähte gesetzt, so daB sie auf dem Kugelchen ruht. Das mit dem Kügelchen in Kontakt befindliche Röhrchenende wird dann gerade so weitAlthough an insulating glass tube reliably provides the desired lead insulation function, it increases its Use considerable both the manufacturing and material costs of the lamp unit. E.g. after a current manufacturing method for processing the Zündträgerauf building the lead wires initially in the form made of a hairpin with the closed end pointing down. The glass bead is then attached to the lead wires melted to fix their spacing; this is the conventional bead attachment process. Next, the closed end of the hairpin is cut off in the normal way. The support structure is then rotated 180 °, and a glass tube is placed over one of the lead wires so that it rests on the ball. The end of the tube in contact with the bead then becomes just that wide
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erwärmt, daß es an das Kügelchen anschmilzt, ohne jedoch sein oberes Teil zu deformieren. Der Trägeraufbau muß dann erneut um 180° gedreht werden, urn ihn für die weitere Bearbeitung bereit zu machen.heated so that it melts onto the bead, but without to deform its upper part. The support structure must then be rotated again by 180 ° in order for it to work to make further processing ready.
Man wird bemerken, daß diese Methode ein zweimaliges Drehen des Trägeraufbaus um 180° verlangt. Sie verlangt auch eine Röhrchenzuführung und einen Röhrcheneinfüller, eine Vorrichtung zum Einstellen eines der Drähte, damit das Glasröhrchen über ihn gestülpt werden kann, sowie große Geschicklichkeit der Person, die die Maschine bedient.It will be noted that this method is used twice Turning the support structure by 180 ° requested. She demands also a tube feeder and a tube filler, a device for adjusting one of the wires so that the glass tube can be slipped over it, as well as great dexterity of the person operating the machine.
Ein weiterer Nachteil dieser relativ massigen Kügelchen-Röhrchenzündstruktur ist, daß sie das innere Volumen der Lampe erheblich verringert - ein Faktor, der bei der gegenwärtig verbreiteten Subminiaturlampengröße von großer Bedeutung ist, deren inneres Volumen ja viel kleiner als ein Kubikzentimeter ist. Das Vorhandensein des Kügelchen-Röhrchenaufbaus ergibt einen höheren Anfangsdruck und verursacht auch Schwierigkeiten, wenn man eine gute Füllverteilung innerhalb der Glashülle erreichen will.Another disadvantage of this relatively bulky bead-tube ignition structure is that it significantly reduces the internal volume of the lamp - a factor that contributes to the currently widespread sub-miniature lamp size is of great importance, the inner volume of which is a lot is smaller than a cubic centimeter. The presence of the bead-tube assembly gives a higher initial pressure and also causes difficulties in achieving a good filling distribution within the glass envelope want.
Es wird festgestellt, daß das US-Patent Nr. 3,817,683 einen stöchiometrischen Bereich bekannt macht, der die Benutzung von Überschußsauerstoff in einer Lampe mit Kügelchen-Zündaufbau einschließt. In dem Patent ist jedoch kein Hinweis auf die Benutzung eines ausgewählten Sauerstoff-Überschusses zum Zweck der Verhinderung vonIt is noted that the US Patent No. power. 3,817,683 a stoichiometric range is known, which includes the use of excess oxygen in a lamp with bead Zündaufbau. However, there is no reference in the patent to the use of a selected excess of oxygen for the purpose of preventing
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Nachzünd-Kurzschlüssen. Ferner schlagen die US-Patente 2,272,059 und 3,263,457 Blitzlampenkonstruktionen ohne Kügelchen vor, aber wiederum wird in keinem dieser Patente die Vermeidung von Nachzünd-Kurzschlüssen besprochen. Post-ignition short-circuits. Further, US patents 2,272,059 and 3,263,457 flash lamp designs propose without beads, but again none of these patents is discussed avoiding restriking shorts.
Außer den oben angeführten Nachteilen ist bei vielen
Versuchen festgestellt worden, daß die relativ massigen, mit Kügelchen und Kügelchen-Röhrchen versehenen Zuleitungsstrukturen
in Subminiaturblitzlampen wegen ihrer wärmeabsorbierenden Wirkung den Nutzeffekt des Blitzaufleuchtens
verringern. So hat man festgestellt, daß
diese Wirkung die Lichtausgangsleistung um mehr als.
10-15% reduzieren kann, wenn man sie mit Lampen vergleicht, die Zündstrukturen benutzen, welche kein Glaskügelchen
oder Kügelchen und Röhrchen enthalten.In addition to the disadvantages listed above, there are many
Experiments have found that the relatively bulky, bead and bead-tube lead structures in subminiature flash lamps reduce the efficiency of flash lighting because of their heat absorbing effect. So it was found that
this effect the light output power by more than.
10-15% when compared to lamps that use ignition structures that do not contain glass beads or beads and tubes.
Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde d-ie Mangel
und Nachteile der bekannten Fotoblitzlampen und ihrer
Herstellungsmethoden zu vermeiden und eine verbesserte Blitzausgangsleistung zu erzielen. Es soll weiterhin sichergestellt
werden, daß nach dem Blitz-Zyklus Zuleitungskurzschlüsse in der Fotoblitzlampe auftreten. Gleichzeitig
wird gefordert, daß die Herstellungskosten erheblich
niedriger als bisher sind.The invention was therefore based on the problem of the shortcomings and disadvantages of the known photoflash lamps and theirs
Avoid manufacturing methods and achieve improved flash output. It should also be ensured that lead short circuits occur in the photoflash lamp after the flash cycle. At the same time, it is required that the manufacturing cost is considerable
are lower than before.
Diese Aufgaben und Forderungen werden für die genannte Art von Fotoblitzlampen erfindungsgemäß nach dem Kennzeichen des Hauptanspruchs, der eine Kombination von Maßnahmen vorsieht, gelöst.According to the invention, these tasks and requirements are described in accordance with the identifier for the type of flash lamp mentioned of the main claim, which provides a combination of measures, solved.
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Weitere Einzelheiten sind den übrigen Ansprüchen und der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels zu entnehmen.Further details can be found in the remaining claims and the description of a preferred exemplary embodiment refer to.
Die kennzeichnende Kombination von Maßnahmen sieht vor, daß eine bestimmte Menge an die Verbrennung unterstützendem Gas, wie Sauerstoff, vorgesehen ist, die größer ist,als der zur stöchiometrischen Reaktion notwendige Betrag. Dadurch wird, wie festgestellt wurde, erreicht, daß die Zuleitungen vollständig während des Blitz-Zyklus oxydieren oder verbrennen und somit die Gefahr des Kurzschlußes aufgehoben wird. Außerdem wird durch Wahl des Querschnitts der Zuleitungsdrähte, nämlich ein Mehrfaches des Durchmessers der einzelnen Schnitzel des Brennmaterials, erreicht, daß die Zuleitungsdrähte gegen Ende des Blitz-Zyklus verbrennen und nur wenig oder fast keinen Einfluß auf die nutzbare Lichtabgabe stattfindetThe characteristic combination of measures provides that a certain amount of the combustion-supporting Gas, such as oxygen, is provided which is greater than that necessary for the stoichiometric reaction Amount. It is thereby achieved, as has been found, that the leads completely during the The lightning cycle oxidizes or burns, thus eliminating the risk of a short circuit. Also will by choosing the cross section of the lead wires, namely a multiple of the diameter of the individual chips of the fuel, causes the lead wires to burn towards the end of the flash cycle and only a little or there is almost no effect on the usable light output
Die Sauerstoffmenge, die im Überschuss zu der Menge vorhanden ist, welche in Bezug auf das brennbare Material für die Stöchiometrie benötigt wird, beträgt mindestens 20 Prozent, und vorzugsweise zwischen 25 und 50 Prozent der stöchiometrischen Menge, die für die ganze chemische Reaktion mit den Zuleitungsteilen innerhalb der Glashülle erforderlich ist. Um den Zuleitungs-Rückbrand so zu unterstützen, daß ein offener Schaltkreis entstehen kann, ragen die Zuleitungen innerhalb der Glashülle aus dem Quetschfuß am inneren Ende der Hülle auf gegenüberliegenden Seiten heraus und neigen sich zu-The amount of oxygen that is present in excess of the amount which is required in relation to the combustible material for the stoichiometry is at least 20 percent, and preferably between 25 and 50 percent of the stoichiometric amount required for the entire chemical reaction with the supply line parts inside the glass envelope is required. In order to support the supply line burn-back in such a way that an open circuit can arise, the supply lines inside the glass envelope protrude from the pinch foot at the inner end of the envelope on opposite sides and incline towards-
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einander über die ganze Strecke bis zu ihren inneren Enden, wo der Glühfaden befestigt ist.each other all the way to their inner ends where the filament is attached.
Die Verbesserung der Lichtausgangsleistung, die sich aus dieser Lampenkonstruktion ergibt, gestattet eine 10-1Sprozentige Verringerung der benötigten Menge der brennbaren Folienschnitzel, wobei dennoch die notwendigen Lichtausgangs-Pierkmale beibehalten werden. Wenn etwa dieselbe, auf der bisherigen Brennmaterial-Elementenmessung basierende Sauerstoffmenge beibehalten wird, ist genügend Überschuss vorhanden, um die Zuführungsdrähte zu oxydieren oder abzubrennen, damit nach dem Blitzen ein offener Schaltungszustand geschaffen wird. Bei dieser neuen Elementenmessung (Stöchiometrie) ist wegen des größeren inwendigen Volumens aufgrund des Aufbaus ohne Kügelchen ein wirksamer, niedrigerer Innendruck vorhanden. Die relative Einfachheit der Lampe erlaubt eine verbesserte Fertigung zu sehr viel niedrigeren Kosten.The improvement in light output that results from this lamp design allows one 10-1½ percent reduction in the required amount of combustible foil shreds, while still maintaining the necessary light exit pier characteristics. if approximately the same amount of oxygen based on the previous fuel element measurement is maintained, there is enough excess to oxidize or burn off the lead wires, so after the Flashing an open circuit state is created. With this new element measurement (stoichiometry) is an effective, lower internal pressure due to the larger internal volume due to the beadless structure available. The relative simplicity of the lamp allows for improved manufacture to much lower ones Costs.
Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel beschrieben.A preferred exemplary embodiment is described below with reference to the drawing.
Die einzige Figur stellt eine elektrisch zündbare Fotoblitzlampe dar, die eine hermetisch verschlossene, Licht aussendende Glashülle 10 aus Röhrenglas hat, welche einen diese an einem Ende begrenzenden Quetschfuß 12 sowie eine das andere Ende begrenzende Absaug-Spitze besitzt. Eine bestimmte Menge von brennbarem Brennmaterial 16, wie z.B. geschnitzelte Zirkon- oder Hafniumfolie, befindet sich in der Glashülle 10. Die GlashülleThe only figure represents an electrically ignitable photo flash lamp that has a hermetically sealed light emitting glass envelope 10 made of tubular glass, which has a pinch foot 12 delimiting it at one end and a suction tip delimiting the other end. A certain amount of combustible fuel 16, such as carved zirconium or hafnium foil, is located in the glass envelope 10. The glass envelope
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ist auch mit einer Füllung aus verbrennungsforderndem Gas, wie Sauerstoff, versehen. Die Füllungsmenge ist größer als die für die stöchiometrische chemische Reaktion mit dem Brennmaterial 16 erforderliche Menge. Die ausgewählte Menge und der Zweck dieser überschüssigen Sauerstoff-Elementenmessung ist ein besonderer Aspekt der Erfindung und wird noch weiter unten besprochen.is also with a filling of incineration Gas such as oxygen. The filling amount is greater than that for the stoichiometric chemical Reaction with the fuel 16 required amount. The amount selected and the purpose of this excess oxygen element measurement is a particular one Aspect of the invention and is discussed further below.
Der Zündaufbau nach der Erfindung umfaßt ein Paar durch den Quetschfuß 12 eingeschmolzene und an einem Ende der Glashülle 10 nach innen ragende Zuleitungsdrähte 1Θ und 20. Ein Glühfaden 22 ist quer über die Zuleitungen in der Nähe von deren innerem Ende gespannt. Auf den inneren Enden der Zuleitungen 18 und 20 an den Verbindungsstellen mit dem Glühfaden befinden sich Kügelchen 24, 26 aus Zündmaterial. Es ist zu erkennen, daß das Ende der Glashülle, nämlich der Quetschfuß 12, das einzige Mittel innerhalb der Glashülle 10 zum Abstützen der Zuleitungen 16 und 20 getrennt voneinander ist. Die Zuleitungen 18 und 20 bestehen aus Metalldraht mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten, der im wesentlichen dem der Glashülle 10 entspricht, wodurch ein angepaßter Verschluß (match seal] geschaffen wird. Wenn z.B. die Glashülle 10 aus Borsilikat-Hartglas mit einem Koeffizienten linearer Wärmeausdehnung zwischen 0 und 300 C im Bereich von 40-50" χ 10" pro Grad Celsius besteht, können die Zuleitungen 18 und 20 aus einer Eisen-, Nickel- und Kobaltlegierung, wie Kovar, bestehen, die einen niedrigen WärmeausdeHlingskoeffizienten von ca. 50 χ 10 pro Grad Celsius zwischen 25 und 300° C besitzt. DieThe ignition assembly of the invention includes a pair melted by the pinch foot 12 and at one end the glass envelope 10 inwardly protruding lead wires 1Θ and 20. A filament 22 is across the leads stretched near its inner end. On the inner ends of the leads 18 and 20 at the connection points with the filament there are beads 24, 26 of ignition material. It can be seen that that End of the glass envelope, namely the pinch foot 12, the only means within the glass envelope 10 for support the leads 16 and 20 are separate from each other. The leads 18 and 20 are made of metal wire with a Thermal expansion coefficient, which corresponds essentially to that of the glass envelope 10, whereby an adapted closure (match seal] is created. If, for example, the glass envelope 10 made of borosilicate hard glass with a coefficient linear thermal expansion between 0 and 300 C in the range of 40-50 "χ 10" per degree Celsius the leads 18 and 20 made of an iron, nickel and cobalt alloy, such as Kovar, the one low thermal expansion coefficient of approx. 50 χ 10 has between 25 and 300 ° C per degree Celsius. the
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Zuleitungsdrähte 18, 20 innerhalb der Lampe ragen aus dem Quetschfuß 12 auf gegenüberliegenden Seiten der Hülle nahe an der Röhrenwand hervor und neigen sich über die ganze Strecke bis zu ihrem inneren Ende einander zu. Um die Eindringtiefe des Zündaufbaus in das Innere der Glashülle 1G so minimal wie möglich zu halten, ist die innere Länge der Zuleitungen 18, 20 begrenzt auf eine Ausdehnung von ca. 20-25% der inneren Hüllenlänge, vom Quetschfuß 12 aus gerechnet.Lead wires 18, 20 within the lamp protrude from the pinch foot 12 on opposite sides of the envelope close to the tube wall and slope towards each other all the way to their inner end. In order to increase the penetration depth of the ignition structure into the interior of the To keep the glass envelope 1G as minimal as possible, the inner length of the leads 18, 20 is limited to one Expansion of approx. 20-25% of the inner length of the envelope, calculated from the pinch foot 12.
Erfindungsgemäß ist die in der Lampe im Überschuß zu der für die Elementenmessung in Bezug auf das Brennmaterial 16 enthaltene Sauerstoffmenge ausreichend, so daß beim Blitzen der Lampe das Brennmaterial 16 vollständig verbrannt wird und die Zuleitungen 18 und 20 in der Lampe ausreichend zurückgebranntwerden,um eine offene Schaltung zu schaffen. Zur Bestimmung der zusätzlichen Elementenmessung, die für die vollständige Verbrennung des inneren Zuleitungsaufbaus nötig ist, zeigt die theoretische Berechnung, daß ca. 0,25 Sauerstoffatmosphären für jedes Milligramm Zuleitungsmaterial pro Kubikzentimeter Hülleninhalt erforderlich sind. In der Praxis ist jedoch festgestellt worden, daß - wenn mindestens 20%, und vorzugsweise 25-50% des zusätzlichen Sauerstoffbedarfs vorgesehen sind - dies dem benötigten Nachblitz-Zustand zur Erzielung der offenen Schaltung gerecht wird. Die völlige Berücksichtigung der Elementenmessung für das System kann jetzt ganz leicht dadurch bestimmt werden, daß das Gewicht des Brennmaterials 16 plus Gewicht des Zuleitungsmaterials innerhalb der Lampenhülle berechnet wird, um die benötigte Sauerstoffmenge in der Lampenhülle zu bestimmen.According to the invention, that in the lamp is in excess of that sufficient amount of oxygen contained for the elements measurement in relation to the fuel 16, so that when When the lamp flashes, the fuel 16 is completely burned and the leads 18 and 20 in the lamp burned back enough to be an open circuit to accomplish. To determine the additional element measurement necessary for the complete combustion of the interior The theoretical calculation shows that about 0.25 oxygen atmospheres for each Milligrams of lead material per cubic centimeter of envelope content are required. In practice, however, it is found that - if at least 20%, and preferably 25-50% of the additional oxygen requirement is provided - this meets the required post-flash condition to achieve the open circuit. The complete one Taking into account the element measurement for the system can now be easily determined by taking the weight of the fuel 16 plus the weight of the lead material within the lamp envelope is calculated to be the to determine the amount of oxygen required in the lamp envelope.
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Wie in der Technik bekannt ist, bezieht sich die 100%-Elementenmessung auf die ideale chemische Reaktion zwischen dem brennbaren Metall und dem Sauerstoff in der Blitzlampe, bei der es genug Sauerstoffatome gibt, die mit jedem Metallatom reagierenj z.B. wenn das Metall Hafnium ist, kann die Reaktion lauten Hf + 0 = HfO2-Die Standardformel für die Beziehung der Sauerstoff-Grammoleküle zu den zu verbrennenden Metall-Grammolekülen istAs is known in the art, the 100% element measurement relates to the ideal chemical reaction between the combustible metal and oxygen in the flashlamp where there are enough oxygen atoms to react with each metal atom, e.g. if the metal is hafnium the reaction is Hf + 0 = HfO 2 - The standard formula for the relationship between the oxygen gram molecules and the metal gram molecules to be burned is
W = PV
K~W = PV
K ~
wobei W das Füllgewicht in Miligramm ist, P der Druck in Quecksilberzentimetern, V das Lampenvolumen in Kubikzentimetern und K eine abgeleitete Proportionalitäts-Konstante, die es gestattet, die Metallmilligramme zum Sauerstoffdruck in Ouecksilberzentimetern und zu den Kubikzentimetern des Lampenvolumens in Beziehung zu setzen. Daher ist K eine Funktion des benutzten Metalls, d.h. des Atomgewichts des Metalls, der Gaskonstanten aus dem idealen Gasgesetz und des Grammolekül-Verhältnisses Metall/Sauerstoff im Oxyd-Endprodukt. Es ist z.B. festgestellt worden, daB K gleich ca. 20,4 für die Kovarlegierung, 20,4 für Zirkon und 10,4 für Hafnium ist. Dementsprechend kann die obige Gleichung nach dem Füllgewicht (W) hin aufgelöst werden, um das benötigte Metall zu bestimmen, das den Sauerstoff in der Lampe vollständig verbrennt; oder die Gleichung kann nach P hin aufgelöst werden, um den Sauerstoffdruck festzustellen, der benötigt wird, um das ganze in der Fotoblitzlampe vorhandene Metall zu verbrennen. Diese Beziehung nennt man "Hun-dertprozent-Elementenmessung". where W is the filling weight in milligrams, P is the pressure in mercury centimeters, V is the lamp volume in cubic centimeters and K is a derived proportionality constant, which allows the metal milligrams to the oxygen pressure in Oueckilberzentimeters and to the To relate cubic centimeters of the lamp volume. Hence, K is a function of the metal used, i.e. the atomic weight of the metal, the gas constants from the ideal gas law and the gram-molecule ratio Metal / oxygen in the final oxide product. It has been established, for example, that K equals approx. 20.4 for the Kovar alloy, 20.4 for zircon and 10.4 for hafnium. Accordingly, the above equation can be applied to the filling weight (W) dissolved to determine the metal needed to completely burn the oxygen in the lamp; or the equation can be solved for P to determine the oxygen pressure needed to achieve to burn off all of the metal in the photo flash. This relationship is called "one hundred percent element measurement".
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Eine typische Fotoblitzlampe kann erfindungsgemäß eine röhrenförmige Borsilikathülle mit Quetschfuß und Kovar- oder Rodar-Zuleitungen wie in der Zeichnung haben. Auf die Außenfläche der Hülle hat man vier Schichten Zelluloseazetat aufgetragen. Größenmäßig gesehen hat die beschichtete Hülle einen Außendurchmesser von ca. 0,280 Zoll, einen Innendurchmesser von 0,200 Zoll und eine Innenlänge von ca. 11/16 Zoll. Die Zuleitungen 18, 20 erstrecken sich einwärts innerhalb der Glashülle 10 bis ca. 1/8 Zoll, vom Ende der Hülle am Quetschfuß 12 an gerechnet. Der Zwischenraum zwischen den Zuleitungen 18, 20 im Quetschfuß 12 beträgt 3/16 Zoll und zwischen ihren inneren Enden-in der Glashülle 10 ca. 1/16 Zoll. Der Durchmesser jeder Zuleitung 18, 20 beträgt ca. 14 Mil (0,001 Zoll = 0,0254 mm), obgleich er typischerweise für verschiedene Fotoblitzlampenarten von 10 bis 16 Mil variieren kann. Wie in der Zeichnung dargestellt, tragen die Zuleitungen 18 und 20 aus Kovar oder Rodar einen feinen Wolframfaden innerhalb der Lampe mit Kügelchen aus Zündmaterial 24, 26 um die inneren Zuleitungsenden.A typical photoflash lamp can be used in accordance with the invention a tubular borosilicate shell with pinch foot and Kovar or Rodar leads as in the drawing to have. Four layers of cellulose acetate have been applied to the outer surface of the casing. In terms of size As seen, the coated shell has an outer diameter of about 0.280 inches, an inner diameter 0.200 inches and an inside length of approximately 11/16 inches. The leads 18, 20 extend inwardly within the glass envelope 10 to about 1/8 inch, counted from the end of the envelope at the pinch foot 12. The gap between the leads 18, 20 in the pinch foot 12 is 3/16 of an inch and between their inner ends - in the Glass envelope 10 approx. 1/16 inch. The diameter of each lead 18, 20 is approximately 14 mils (0.001 inch = 0.0254 mm), although typically it can vary from 10 to 16 mils for different types of photoflashes. As in As shown in the drawing, the leads 18 and 20 made of Kovar or Rodar carry a fine tungsten thread inside the lamp with beads of ignition material 24, 26 around the inner lead ends.
Die Glashülle 10 hat ein Innenvolumen von ca. 0,35 Kubikzentimetern, und die Brennmaterialfüllung 16 besteht aus ca. 25 Milligramm geschnitzelter Hafniumfolie, wobei der Querschnitt jedes Hafniumfolienstranges ca.The glass envelope 10 has an internal volume of approximately 0.35 cubic centimeters, and the fuel filling 16 consists from approx. 25 milligrams of chopped hafnium foil, whereby the cross-section of each hafnium foil strand is approx.
1 Quadratmil {= 0,00065 mm2) beträgt. Er kann bei verschiedenen Fotoblitzlampenkonstruktionen auch bis zu1 square mil {= 0.00065 mm 2 ). With different flash lamp constructions it can also be up to
2 Quadratmil variieren. Um die Menge der Sauerstofffüllung in Atmosphären Druck zu bestimmen, kann dieVary 2 square mils. To determine the amount of oxygen filling in atmospheric pressure, the
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folgende, vom oben Gesagten abgeleitete Formel benutzt werden:the following formula derived from the above can be used:
P = WK P = WK
V χ 76 cm.V χ 76 cm.
Erfindungsgemäß soll die Lampe genügend Sauerstoff enthalten, um mit dem brennbaren Material Hafnium die benötigte 100%-stöchiometrische chemische Reaktion zu haben, plus einen angemessenen Überschuss an Sauerstoff zum ausreichenden Zurückbrennen der Zuleitungen. Wie oben erwähnt, wurde festgestellt, daß die Überschußsauerstoffmenge, die über der für die Elementenmessung in Bezug auf das Brennmaterial benötigten Menge liegt, mindestens 20% der stöchiometrischen Menge beträgt, die für die chemische Reaktion mit den innerhalb der Hülle befindlichen Zuleitungsteilen erforderlich ist. Eine Überschuss-Stöchiometrie von gut über 50% verringert jedoch die Begrenzungsfähigkeit. Daher wird ein Bereich zwischen 25 und 50% als Überschuss-Stöchiometrie-Bedarf zum Zurückbrennen der Zuleitungen vorgezogen. Im vorliegenden speziellen Beispiel wird ein Überschuss von 50% der stöchiometrischen Sauerstoffmenge, wie er für die chemische Reaktion mit den Zuleitungsteilen innerhalb der Hülle benötigt wird benutzt, deren Gewicht mit ca. 6 Milligramm festgestellt worden ist. Das K für das Zuleitungsmaterial (Kovar oder Rodar) ist etwa doppelt so groß wie das K für Hafnium, so daß nur 50% des für die Elementenmessung in Bezug auf das Zuleitungsmaterial erforderlichen Überschußsauerstoffs die Wirkung hat, die beiden Konstanten auf einen Mittelwert zu bringen. Das heißt, die vollständige Gleichung für die Auflösung nachAccording to the invention, the lamp should contain sufficient oxygen to achieve the required 100% stoichiometric chemical reaction with the flammable material hafnium plus a reasonable excess of oxygen to burn back the leads sufficiently. As mentioned above, it was found that the excess oxygen, the amount above the amount required for the element measurement in relation to the fuel is at least 20% of the stoichiometric amount, which is required for the chemical reaction with the supply line parts located within the casing. However, an excess stoichiometry of well over 50% reduces the limitation capability. Hence becomes a Range between 25 and 50% preferred as excess stoichiometric requirement for burning back the supply lines. in the present specific example is an excess of 50% of the stoichiometric amount of oxygen as it is for the chemical reaction with the supply line parts required within the envelope is used, their weight with approx. 6 milligrams has been established. The K for the lead material (Kovar or Rodar) is about twice as large like the K for hafnium, so only 50% of that required for the element measurement in relation to the lead material Excess oxygen has the effect of bringing the two constants to an average. That is called the full equation for the resolution after
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dem Sauerstoffbedarf hin würde lautenthe oxygen demand would read
P „ W1K1 _ °'5 W2K2
V χ 76 cm V χ 76 cmP " W 1 K 1 _ ° ' 5 W 2 K 2
V χ 76 cm V χ 76 cm
wobei W. das Gewicht des Hafniums in der Lampe ist, W2 das Gewicht der Zuleitungen in der Lampe, K. die Konstante für Hafnium Cd.h.10,4) und K2 die Konstante für das Kovar-Zuleitungsmaterial (d.h. 20,4). Da 0,5 gleich 10,2 ist, das ungefähr dem K1 gleich ist, kann die Formel aufwhere W. is the weight of the hafnium in the lamp, W 2 is the weight of the leads in the lamp, K. is the constant for hafnium Cd.h.10.4) and K 2 is the constant for the Kovar lead material (i.e. 20, 4). Since 0.5 is equal to 10.2, which is roughly equal to K 1 , the formula can be
CW1 - W9) KCW 1 - W 9 ) K
ρ = ! z ρ =! z
V χ 76 cmV χ 76 cm
vereinfacht werden. Wenn dann die Werte eingesetzt werden, wird:be simplified. Then when the values are inserted, it becomes:
P = C25 - 6) (10,4) 12 Atmosphären. (0,35) (76)P = C25-6) (10.4) 12 atmospheres. (0.35) (76)
Dementsprechend wird die Fotoblitzlampe in unserem Beispiel mit ca. 12 Atmosphären Sauerstoff gefüllt, um einen ·leistungsstarken Lichtausgang und ein ausreichendes Zurückbrennen der Zuleitungen zu ermöglichen, damit der Nachzündungskurzschluß wie gewünscht unterbleibt. Da ferner der Querschnitt der Zuleitungen um ein Mehrfaches größer ist als der durchschnittliche Querschnitt jeder der Stränge der zerschnittenen Hafniumfolie, brennen die feineren Schnitzel zuerst, um einen leistungsstarken Lichtausgang zu liefern, während die ZuleitungenAccordingly, the photo flash lamp in our example is filled with approx. 12 atmospheres of oxygen to enable a powerful light output and sufficient burn-back of the supply lines so that the Post-ignition short-circuit does not occur as desired. Furthermore, since the cross section of the supply lines is several times higher is greater than the average cross-section of each of the strands of the cut hafnium foil, burn the finer chips first to provide a powerful light output while the feed lines
gegen Ende des Blitz-Zyklus zurückbrennen.burn back towards the end of the flash cycle.
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Obgleich die Erfindung im Hinblick auf eine spezielle bevorzugte Ausführung beschrieben worden ist, ist es möglich, daß Fachleute Änderungen daran vornehmen können, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.While the invention has been described in terms of a specific preferred embodiment, it is it is possible that those skilled in the art can make changes thereto without departing from the scope of the invention.
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