DE2746397A1

DE2746397A1 - Vielfachblitzeinheit

Info

Publication number: DE2746397A1
Application number: DE19772746397
Authority: DE
Inventors: John W Shaffer
Original assignee: GTE Sylvania Inc
Current assignee: GTE Sylvania Inc
Priority date: 1976-10-18
Filing date: 1977-10-15
Publication date: 1978-04-20
Also published as: GB1586899A; DE2746397B2; FR2368201B1; US4087233A; CA1123042A; BE859069A; FR2368201A1; NL7710471A; DE2746397C3

Description

GTE Sylvania Inc.

13. Oktober 1977

GTE-PA 115

PATENTANMELDUNG

Vielfachblitzeinheit

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine planare Vielfachblitzeinheit gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es .wurden bereits verschiedene Blitzeinheiten mit einer Vielzahl von darin eingebauten und in einer Folge zündbaren Blitzlampen geschaffen. Insbesondere in den letzten Jahren wurden verschiedene Schaltungslösungen entwickelt. Es gab dabei Parallel- und Serienschaltungem der einzelnen Blitzbirnchen. Die Schaltungen machten Gebrauch von mechanischen Schaltmitteln, einfachen elektrischen Schaltungen, Schaltkreise, die von der willkürlich streuenden Widerstandscharakteristiken der Blitzlampen Gebrauch machten, Funkenstreckenanordnungen, aufwendige digitale elektronische Schaltungen, lichtem-

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pfindliche Schaltmittel und lichtempfindliche Schaltmittel, die durch Wegschmelzen, Zusammenschmelzen oder chemische Reaktion auf die Strahlungsenergie der benachbarten Lampe reagiert.

Die Erfindung befaßt sich mit verbesserten, durch Strahlung aktivierten Schaltmitteln, die in relativ billigen Fotoblitzeinheiten verwendet werden, wobei man die Einheit nach Gebrauch wegwirft. Insbesondere sind Schaltmittel dieser Art nützlich für die Anwendung in Blitzlampenkassetten, deren Blitzlämpchen nacheinander durch Hochspannungsimpulse von einer Quelle, wie etwa einem von der KameraverschluBauslösung betätigten piezoelektrischen Element, gezündet werden.

Eine Fotoblitzeinheit der letzgenannten Art wird in der US-PS 3.894.226 beschrieben und ist als "flip-flash" bekannt. Hierbei sind auf einer etwa rechteckigen gedruckten Schaltung zweimal jeweils vier Blitzlämpchen, die in einer Folge zündbar sind, über Lötaugen angeschlossen. In der Schaltung sind sechs Festkörperschalter mitgedruckt, die normalerweise offene Schalter darstellen, die bei Bestrahlung chemisch von hohem zu niedrigem Widerstand verändert werden. Mittels dieser Schalter werden jeweils nachfolgend zu zündende Blitzlämpchen von gezündeten vorhergehenden zur Zündung angeschaltet.

Eine andere Art durch Strahlung betätigbare Schalter ist der US-PS 3.459.488 zu entnehmen. Hier werden kleine Kugeln aus einer metallischen Zusammensetzung verwendet, die bei Bestrahlung leitend werden.

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Nach der US-PS 3.458.270 wird Silberoxyd in einem PoIyvinyl-Binder als normalerweise offener, strahlungsemfindlicher Schalter verwendet. Bei Bestrahlung zerfällt das Silberoxyd zu einem metallischen Silber-Rückstand, der elekbrisch leitend ist.

Neuerdings neigt man dazu Silberkarbonat statt dessen zu nehmen, weil es eine niedrigere Leitfähigkeit bei Hochspannung vor der Betätigung durch Strahlungsenergie aufweist. Die folgenden US-Patente befassen sich ebenfalls damit: 3.598.511, 3.726.631, 3,7^8.067, 3.728.068. 3.692.995, 3.774.020, 3.532.931, 3.459.487, 3.668.421, 3.562.508, 3.443.875, 3.951.582, 3.969.065, und 3.969.066.

Die Erfahrung hat nunmehr gelehrt, daB nach längerer Einwirkung von hoher relativer Luftfeuchtigkeit und anschließender Trocknung die Festkörperschalter mit Silberkarbonat eine chemische Änderung erfahren. Es tritt eine Reduktion ein, die bewirkt, daß diese Schalter für Hochspannung vorzeitig leitend werden. Das Auftreten derartiger elektrischer Schlüsse bewirkte die unerwünschte Zündung von zwei oder mehreren Blitzlämpchen auf einmal durch einen Impuls. Dadurch wurden Blitzlampen verschwendet und photograhische Aufnahmen durch überbelichtung verdorben. "Die genauen Ursachen für diese Reduktion sind noch unklar.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Einflüsse durch hohe relative Luftfeuchtigkeit und hohe Temperaturen auf die Festkörperschalter aus Silbercarbonat zu beseitigen, indem ihr Schaltverhalten davon unabhängig gemacht wird.

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Diese Aufgabe wurde für den genannten Oberbegriff erfindungsgemäß nach dem Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen sind den weiteren Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.

Dadurch, daß in die Silberzusammensetzung ein Oxydationsmittel hinzugenommen wurde, zum Beispiel Bariumoxyd, gelang es die Aufgabe . vorteilhaft zu lösen. Es wird angenommen, daB durch das Oxydationsmittel gewisse atmosphärische Reduktionsagensen zerstört oder anderweitig ihre Wirksamkeit unterbunden wird.

Das Oxydationsmittel sollte so gewählt werden, daß es unter Umgebungsbedingungen lambient conditions) unter Anwesenheit starker Reduktionsagensen in der Lage ist, als Oxydationsmittel reaktiv zu sein. Es sollte ferner ausreichend unlösbar sein in Wasser, um so schädliche Schlüsse auf der Schaltplatine auch bei hoher relativer Luftfeuchtigkeit zu unterbinden. Seine Wasserlöslichkeit sollt gleich oder geringer als die der Silberzusammensetzung sein. Silberkarbonat hat gemäß einem bekannten Handbuch folgende Wasserlöslichkeit: 0,0032 g Silberkarbonat lassen sich in 100 ml Wasser bei 20° C lösen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Diese zeigt in

Figur 1 eine Frontansicht einer Blitzlampenkassette, die zum Teil durchsichtig dargestellt istj

Figur 2 eine Frontansicht einer Blitzlampenkassette, bei der die Lampen und Reflektoren entfernt sind und so die Druckplatine sichtbar isti

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Figur 3 eine teilweise Schnittdarstellung eines Abschnitts einer Blitzlampenkassette von der Seitej

Figur 4, 5 und 6 vergrößerte Frontansichten von Musschnitten der Druckplatine der Figur 2, wobei die jeweilige
physikalische Ausbildung der drei Festkörperschalter der oberen Hälfte der Druckplatine im Einzelnen erkennbar istj

Figur 7 eine Schnittdarstellung des strahlungsempfindlichen Festkörperschalters der Figur 5.

Die Figuren 1 und 2 stellen eine Blitzlampenkassette dar,
die der der US-PS 3.694.226 ähnlich ist. Diese enthält zwei in einer Ebene angeordnete Anordnungen von je vier Blitzlampen für Hochspannungsimpulszündungen 11, 12, 13, 14 und 21, 22, 23, 24 auf einer Druckplatine 10 mit jeweils zugeordneten Reflektoren 11', 12', 13', 14' und 2V, 22', 23', 24'. Auf jeder Schmalseite der etwa rechteckigen Druckplatine 10 befinden sich als Steckkontakt laschen ausgebildete Vorsprünge 15 und 15', die alternativ zur aufeinanderfolgenden Zündung der vier Blitzlampen der entgegengesetzten Anordnung dienen. Ein entsprechender Kontaktsockel an der Kamera erlaubt das Einstecken einer Steckkontaktlasche und hält so die Einheit kontaktgebend in Position. Die obere
Anordnung 17 von Blitzlampen 11', 12', 13', 14* steht über entsprechende Verbindungen auf der Druckplatine 10 mit der Steckkontaktlasche 15 in Verbindung, die untere Anordnung
16 mit den Blitzlampen 11, 12, 13, 14 entsprechend mit der Steckkontaktlasche 15'.

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Die genannten Bauteile sind in einem Kunststoffgehäuse 25 eingebaut, das aus zwei Schalerihälften besteht und wobei zumindest die vordere Hälfte klar durchsichtig ist. Eine Einfärbung zur Farbkorrektur kann an den Fensterzonen vor den Blitzlampen vorgesehen sein. Das Gehäuse 25 besitzt die Steckkontaktlasche 15 und 15' teilweise umgebende Ausbildungen 25 und 26', die sowohl einen Schutz für die Steckkontakt laschen bieten, als auch die kontaktgebende Halterung in dem Kontaktsockel ermöglichen.

Wie Figur 3 schematisch zeigt, sind zwischen den Schalenhälften des Kunststoffgehäuses 26 (nicht dargestellt) folgende Teile aufeinanderfolgend montiert: Eine Blitzlampe 11, ihr Reflektor 11', die Druckplatine 10, einem Blitzanzeiger 27 aus einem durch Hitze örtlich veränderbarem Material und eine Abdeckung 28 mit Aperturen 29 zur Anzeige einer verbrauchten Blitzlampe. Diese Abdeckung 28 dient außerdem dazu, mit Betriebsanleitung, Infomation und Handelszeichen bedruckt zu werden. Falls die Rückseite der Reflektoren leitend sein sollten, ist eine nicht eingezeichnete Isolierfolie zwischen ihnen und der Druckplatine notwendig, wie das dem erwähnten US-Patent 3.894.226 zu entnehmen ist.

Die Abdeckung 28 kann aus Papier oder dünnem Karton bestehen. Eine Apertur 29 liegt gegenüber der Öffnung 30 in der Druckplatine 10, die ihrerseits mit der Öffnung 31 in dem Reflektor 11' zusammenarbeitet. Der Blitzanzeiger 27 kann aus hitzeempfindlichem Plastikmaterial wie z.B. bi-axial orientiertem Polypropylen bestehen, das schrumpft oder schmilzt, wenn es von der Strahlungsenergie einer gezündeten Blitzlampe getroffen wird. Dadurch erscheint

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in der Öffnung 29 eine geänderte Farbe und gibt damit an, welche Blitzlampen verbraucht sind. Falls die rückwärtige Hälfte des Gehäuses 25 nicht klar durchsichtig ist, müssen wenigstens klare Fenster darin vorgesehen sein, um die Anzeige erkennen zu können.

Die Steckkontakt laschen 15 und 15' sind mit elektrischen Anschlüssen 32 und 33 bzw. 32' und 33' versehen. Es ist außerdem ein Anschluß 34 bzw. 34' vorhanden, der dafür sorgt, daß die untere Gruppe der Blitzlampen jeweils inaktiv durch Kurzschluß ist, sobald die Einheit in den Kamerasockel gesteckt wird. Die Ausbildung der Kontaktbahnen der genannten Anschlüsse ist derart, daß bei dem Einstecken in den Kamerasockel zunächst kurzzeitig ein Kurzschluß gebildet wird, damit durch Restspannung oder elektrostatische Aufladungen keine ungewollte Zündung stattfinden kann.

Wie bereits erwähnt ist die Schaltung auf der Druckplatins 10 so ausgebildet, daß eine folgenrichtige Zündung der 2x4 Blitzlampen möglich ist. Die jeweils den Blitzlampengruppen zugeordneten Schaltungsteile sind umgekehrt spiegelbildlich zu einander und stehen mit den Kontakten 32, 33, 34 bzw. 32', 33', 34* der entgegengesetzten Steckkontaktlaschen 15 bzw. 15' in Verbindung. Wie Figur 3 zeigt,ist die Blitzlampe ,11 mit ihren Zuleitungen 11a über die Lötaugenverbindungen 35 der Schaltung der Druckplatine 10 angeschlossen. Eine Schaltungsmasse stellt das Gebiet 37 der Schaltung dar, das über die Zuleitungen 3B mit den Mittenkontakten 32 und 32' in Verbindung steht und an dem auch die metallischen Reflektoren sowie jeweils eine Zuleitung jeder Blitzlampe angeschlossen ist. Die Kontakte 33 stehen über die Zuleitung 39 der Schaltung in Verbindung mit den

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strahlungsbetätigbaren Festkörperschaltern 40, 41, 42, die nahe den Lampen 11, 12, 13 aageordnet sind und durch z.B. die öffnung 46 in Figur 3 betätigt werden. Die einzelnen Schalter 40, 41, 42 sind über die Zuleitungen 43, 44, 45 mit den entsprechenden Blitzlampen M, 13, 14 verbunden.

Die Figuren 4, 5 und 6 lassen den Aufbau der Festkörperschalter 40, 41, 42 erkennen. Die quadratischen Flächen derselben überdecken Leiterbahnen 39, 44, 45 derart, daB zunächst ein offener Schalter bzw. hoher Widerstand vorhanden ist, der bei Strahlungsbeeinflussung momentan verändert wird, d,h, umschaltet, sobald die benachbarten Blitzlampe abbrennt. Die Festkörperschalter 40, 41, Az sind gemäß der Erfindung ausgebildet, wie auch noch näher beschrieben wird.

Die Blitzlampenzundschaltung besitzt außerdem die auf Strahlungsenergie schnell abschaltenden Schalter 47, 4Θ, 49, die elektrisch in Reihe mit einer der Blitzlampen 11, 12 bzw. 13 liegen und durch die öffnungen 31 betätigt werden. Diese normalerweise geschlossenen Schalter 47, 48, 49 sind nicht Gegenstand dieser Erfindung. Sie werden nur soweit notwendig für das Verständnis kurz erwähnt. Figur zeigt ihre prinzipielle physikalische Anordnung als gedruckte Leiterbahnen in Beziehung zu der Verbindung 39 und Anordnung der Schalter 40 und 47. Die physikalische Anordnung der beiden strahlungsempfindlichen Ein-Schalter 41 und 42 ist, wie Figuren 5 und 6 zeigen, einfacher, sie sind nicht kombiniert mit einem strahlungsempfindlichen Aus-Schalter. Wie Figur 2 erkennen läßt sind diese aus einem Streifen aus Kunststoff, vorzugsweise aus mono- oder bi-axial

orientiertem Polyethylen,Polypropylen, Polystyren, PoIy-

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est^er oder Nylon. Das an sich reflektierende Material ist zur Verbesserung der Wärmeabsorption auf der Bestrahlungsseite mit einer dunklen Farbe oder Masse 51 versehen. Zur Befestigung mit der Schaltung kann der Streifen selbstklebend ausgeführt sein und überbrückt eine der öffnungen 30. Die Ausschalter 47, 48, 49 sind in der Schaltung notwendig, um jeweils nach Zündung der entsprechenden Blitzlampe deren Abtrennung aus der Schaltung zu bewirken, damit verbleibende Lampenkurzschlüsse oder Restleitfähigkeiten die Schaltung und einwandfreie Zündung weiterer Blitzlampen nicht nachteilig beeinflussen.

Der Funktionsablauf der Nacheine'nder-Zündung der Blitzlampen ist in beiden Hälften der Kassette gleich. Die jeweiligen Schaltungsteile stehen mit entgegengesetzten Steckkontaktlasche/l in Verbindung. Nach Abblitzen der ersten vier Blitzlampen muß die Kassette um 1Θ0 gedreht Lind mit der anderen Steckkontaktlasche in den Kamerasockel eingesteckt werden. Dann können die anderen vier Blitzlampen gezündet werden.

Gemäß der Erfindung ist jeder der Festkörper-Ein-Schalter 40, 41, 42 aus einer gegen Umwelteinflüsse stabilisierten Masse gebildet, die eine Silberzusammensetzung, wie Silberkarbonat, ein Bindemitte, wie Polystyren-Harz, und ein Oxydationsmittel, wie Bariumchromat, enthält· Der Zusatz von einem Oxydationsmittel ergab überrachsenderweise, daB die Masse besonders gegen hohe Luftfeuchtigkeit bei über Normal liegenden Temperaturen unempfindlich hinsichtlich ihres Schaltverhaltens ist.

Eine praktische Ausführung eines entsprechenden Schalters, der im Siebdruck wie die Schaltung herstellbar ist, enthielt 98,75 % Silberkarbonat, 0,25 % Bariumchromat und

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0,1 % Polystyren-Harz als Bindemittel (jeweils in Gewichtsprozenten). Die Mischung wurde in einer Kugelmühle zu einer Paste verarbeitet, wobei ein geeignetes Lösungsmittel wie Butyl-Zellulose-Azetat verwendet wurde. Der Festkörperanteil kann den Erfordernissen der Siebdrucktechnik angepaßt werden. Als günstig erwies sich ein Anteil von 74 %. Die Masse wird in entsprechenden Positionen auf den gewünschten Stellen, Figur 4, 5, 6, aufgebracht. Figur 7 zeigt bei Nichtbeachtung der unterbrochenen Linie einen Querschnitt des Schalters der Figur 5, wobei die Masse 41 die Enden der Leiterbahnen 39 und 44 überbrücken.

Es wurden Funktionstests in Prüfkammern mit Blitzkassetten nach dem Stand der Technik, wobei die Ein-Schalter eine Masse aus 99 % Silberkarbonat, 1 % Polystyren in Reihe mit entsprechenden Lampen besaßen, und mit Ein-Schaltern gemäß der Erfindung unter gleichen Bedingungen wie 48,9° C und 96 % relativer Luftfeuchtigkeit durchgeführt und zwar über 14 Tage. Alle Einheiten wurden dann gleichzeitig den Kammern entnommen. Gruppen der Einheiten wurden nach einer 12-, 36- und 54 stündigen Anpassung an normale Umgebungsbedingungen (Raum-) jeweils gezündet. Vorkommende Doppelzündungen wurden registriert.

Typ	Trocken zeit	Anzahl der Kassetten	Blitz lampen anzahl	Gleichzeitige Zündung Anzahl	dito %
Kontrolle	12	30	240	6	2,5
Test	12	30	240	0	0
Kontrolle	36	30	240	6	2,5
Test	36	30	240	0	0
Kontrolle	54	39	312	2	0,64
Test	54	39	312	0	0
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Es ist anzunehmen, daß bei Verwendung von Silberoxyd statt Silberkarbonat die geforderte Schutzwirkung ähnlich ist. Der Grund hierfür ist¹ der, daß Silberoxyd eine Zwischenstufe beim Abbau von Silberkarbonat ist. Es wird nach der Entwicklung von Kohlendioxyd gebildet. Ähnlich werden sich Ein-bchaiter, die eine Hasse mit anderen Bindemitteln besitzen verhalten. Beispielsweise könnten nützliche Binder sein: Zellulose-Äther Polyakrylakrylat, Polyakrylmethakrylat, Styren-Copolymer, Vinyl-Polymer und Polykarbonat.

Als Oxydationsmittel kommen auch in Frage: Bariumdichromat, kobalthaltiges Chromat,basisches kupferhaltiges Chromat, Bleichromat, basisches Bleichromat, Silberchromat, Silberdichromat und Zinkchromat. Es können auch andere Materialien benutzt werden, die die angegebenen Forderungen der Reaktivität als Oxydationsmittel bei normalerweise anzutreffenden Umgebungsbedingungen erfüllen und eine genügend niedrige Wasserlöslichkeit erfüllen. Es darf die elektrische Leitfähigkeit bei hoher relativer Luftfeuchtigkeit nicht nachteilig für das basische Silberkarbonat als Grundkomponente des Ein-Schalters verändert werden.

Die Anwendung des schützenden Oxydationsmittels in Form einer dünnen Lage über dem Silbergemisch ist ebenso möglich. Diese Ausgestaltung ist mit der gestrichelten Linie 60 in Figur 7 gezsigt.

Der Gewichtsprozentsatz des Oxydationsmittels in der getrockneten Mischung kann zwischen 0,01 % und 20 % liegen. Bei sehr geringen Werten verschwindet die Schutzwirkung. Bei höheren Werten leidet die Leitfähigkeit des Schalters nach der Aktivierung. Werte zwischen 0,02 % und 2,0 % sind vorzuziehen. Jedoch genügen etwa 0,1 % bis 0,25 % durchaus·

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Claims

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Patentansprüche:

planare Vieifachblitzeinheit, eine sogenannte Blitzkassette, für die Einzelzündung mittels Hochspannungsimpulsen in einer bestimmten Folge ist mit Festkörperschaltern ausgestattet, die Teil der als Druckachaltung ausgeführten elektrischen Schaltung und normalerweise offen sind, aber jeweils durch Strahlung und/oder Hitze von einer unmittelbar vor ihm abbrennenden Blitzlampe in den leitenden Zustand gelangt, dadurch gekennzeichnet, daB die den Festkörperschalter bildende Masse resistent gegen hohe relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur ist, indem die Masse aus einer Silberzusammensetzung, einem Bindemittel und einem Oxydationsmittel besteht.
2. Eine planare Vielfachblitzeinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB das Oxydationsmittel als Oxydierer empfindlich ist bei Raumbedingungen Cambient conditions) in der Gegenwart von starken Reduziermitteln und eine Wasserlöslichkeit aufweist, die gleich oder geringer als die der Silberzusammensetzung ist.
3. Eine planare Vielfachblitzeinheit gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Silberzusammensetzung Silberoxyd oder Silberkarbonat (Grausilber) ist.
4. Eine planare Vielfachblitzeinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Festkörper-

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schalter -Masse eine Mischung aus der Silberzusammensetzung, dem Bindemittel und dem Oxydationsmittel ist.
5. Eine planare Vielfachblitzeinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Festkörperschalter-Masse eine Mischung aus der Silberzusammensetzung und dem Bindemittel enthält, die mit einem Schutzüberzug aus dem Oxydationsmittel versehen ist.
6. Eine planare Vielfachblitzeinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des Oxydationsmittels in der getrockneten Zusammensetzung der Festkörperschalter-Masse zwischen 0,01 und 20 % liegt.
7. Eine planare Vielfachblitzeinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des Oxydationsmittels in der getrockneten Zusammensetzung der Festkörperschalter-Masse zwischen 0,02 und 2,0 % liegt.
B. Eine planare Vielfachblitzeinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Silberzusammensetzung Silberkarbonat oder Grausilber, das Bindemittel Polystyrolharz ist und das Gewichtsverhältnis des Oxydationsmittels in der getrockneten Festkörperschalter-Masse zwischen etwa 0,1 und etwa 0,25 \ liegt.
9. Eine planare Vielfachblitzeinheit gemäß Anspruch B, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxydationsmittel Bariumchromat ,oder Bariumchromatsalz ist.

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10. Eine planare Vielfachblitzeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxydationsmittel aus einer Gruppe von Stoffen ausgewählt ist, die Bariumchromat, Bariumdichromat, kobalthaltiges Chromat, basisches Kupferchromat, Bleichromat, basisches Bleichromat, Silberchromat, Silberdichromat oder Zinkchromat enthalten.

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