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Blitzlichtlampe Die Erfindung bezieht sich auf eine Blitzlichtlampe.
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Es sind.Blitzlichtlampen bekannt, bei denen die aktinische Wirkung
ganz oder hauptsächlich dadurch erzielt wird, daß ein Metall, z. B. Magnesium oder
Aluminium, dem vorzugsweise durch feines Pulverisieren oder Dünnauswalzen eine sehr
große Oberfläche je Gewichtseinheit gegeben worden ist, in einem Gas, z. B. in Sauerstoff,
verbrannt wird. .
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Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, die Tatsache auszunutzen, daß
verschiedene Gas-. reaktionen eine aktinische Wirkung zeigen.
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Die Blitzlichtlampe nach der Erfindung ist mit einer Gasfüllung .versehen,
in der durch elektrische Zündung eine Gasreaktion herbeigeführt werden kann, wobei
die aktinische Wirkung der Blitzlichtlampe hauptsächlich von der Gasreaktion erzielt
wird.
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Unter Gasreaktion werden nicht nur reagierende Gasgemische, sondern
auch ein einziges sich zersetzendes Gas verstanden. Blitzlichtlampen gemäß der Erfindung
haben den Vorteil, daß deren Herstellung einfach ist, da man den Kolben nur mit
einer geeigneten Gasfüllung zu versehen braucht. Weiter wird der Vorteil erzielt,
daß der Kolben klar bleibt, da bei der Zündung kein Rauch zu entstehen braucht,
der die aktinische Wirkung beeinträchtigen könnte. Vorzugsweise kann zur Herbeiführung
der Zündung ein Glühkörper verwendet werden: Gewünschtenfalls kann man eine Zündungsmasse
verwenden.
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Als Beispiele für Gasgemische, die mit aktinischer Wirkung reagieren
können, seien Kohlenmonoxyd und Sauerstoff; Schwefelkohlenstoff und Sauerstoff,
Kohlenoxydsulfid und Sauerstoff, Lachgas und Wasserstoff, Ammoniak und Sauerstoff,
Formaldehyd und Sauerstoff, Cyan und Sauerstoff, Schwefelwasserstoff und Sauerstoff
usw. erwähnt. Von diesen Gasgemischen sind die drei erstgenannten sehr stärk aktinisch,
so daß sie sich besonders gut für die Zwecke der Vorrichtung nach der Erfindung
eignen.
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Als Beispiel eines Gases, das bei Zersetzung eine aktinische Wirkung
hat, sei Chlorazid .erwähnt.
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Nun hängt die bei derartigen Lichtreaktionen erzeugte Lichtmenge im
allgemeinen von der Art der Reaktion, von- dem Druck und von dem Volumen des Gasgemisches
und ferner von den Partialvolumen der reagierenden Gase ab. Hieraus folgt also,
daß eine Maximallichtmenge erzielt werden könnte, wenn man die günstigste Reaktion
in bezug auf die erzeugte Lichtmenge und ein größtmögliches Kolbenvolumen ohne
Zusatz
von indifferenten Stoffen kombiniert. Diese Verhältnisse erfordern aber außerordentlich
feste Lampenkonstruktionen, damit die Gefahr vermieden wird, daß bei der Explosion
infolge der Reaktion der Lampenkolben platzt. Übrigens versteht es sich, daß zur
Verwendung in der Praxis allzu große Kolbenvolumen weniger erwünscht sind. Ferner
muß in Betracht gezogen werden, daß, wenn auch die Kolbenwand aus sehr starkem Glas
hergestellt würde, eine mechanische Beschädigung =des Glases den Widerstand des
Kolbens gegen den Explosionsdruck des reagierenden Gases so stark herabsetzen kann,
daß die Lampe den Umstehenden gefährlich- werden könnte: Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung wird daher der Gesamtdruck des Reaktionsgemisches derart niedrig gewählt,
daß kein Explosionsdruck entsteht, der das Platzen des Kolbens, auch falls er leicht
beschädigt ist, herbeiführt. Es ist festgestellt worden, daß es bei Verwendung eines
Kohlenmonoxyd-Sauerstoff-Gasgemisches zweckmäßig ist, den Gesamtdruck nicht höher
als 1/s Atm. zu wählen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Gesamtdruck
des Gasgemisches, der gewöhnlich niedriger als i Atm. ist, derart gewählt, daß durch
Nachfüllung des Kolbens mit Luft bis zu i Atm. kein explosives Gasgemisch entsteht,
dessen Explosionsdruck das Platzen des Kolbens herbeiführen kann. Dies ist besonders
von Bedeutung, wenn durch irgendeine Ursache, z. B. einen Sprung, der. nach der
Füllung der Lampe im Glas entstehen könnte, sich die Lampe selbst infolge des vorhandenen
Unterdrucks mit Luft aus der Atmosphäre nachfüllen würde. Dadurch besteht nämlich
die Möglichkeit, daß ein explosives Gemisch entsteht, so daß der -Kolben bei der
Zündung der Lampe platzt. Würde man z.-B. den Kolben mit einem Kohlenmonoxyd-Sauerstoff-Gasgemisch
(2 Vol. CO und i Vol. OZ) mit einem Gesamtdruck von 1/2 Atm. füllen; so würde der
Kolben eine bestimmte Menge -Kohlenmonoxyd mit einem Partialdruck von 1/3 Atm: und
eine bestimmte Menge Sauerstoff mit einem Partialdruck von 1/s Atm. enthalten. Wenn
nun der Kolben leckt, so würde entsprechend dem Überdruck von ungefähr 1/° Atm.
Luft in den Kolben eindringen. Infolgedessen würde ein Explosionsgemisch mit folgenden
Partialdrücken entstehen: 1/3 Atm. Kohlenmonoxyd, 1/2Atm. Luft und 1/s Atm. Sauerstoff.
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Nun ist es bekannt, daß die sogenannte untere Explosionsgrenze des
Kohlenmonoxyds bei dem Gemisch Kohlenmonoxyd-Sauerstoff bei 16% Kohlenmonoxyd liegt,
d. h., wenn sich weniger als 160/0 Kohlenmonoxyd in dem Gemisch vorfindet, so tritt
keine Explosion mehr ein. Angesichts der Möglichkeit, daß der Kolbeninhalt mit Luft
bis zu i Atm: nachgefüllt werden kann; wie oben beschrieben, ergibt sich, daß man
dann vorzugsweise nicht mehr Kohlenmonoxyd in den Kolben einbringen soll, als mit
Atm. Kohlenmonoxyd oder aber
Quecksilberdruck = 12 cm Quecksilberdruck Kohlenmonoxyd übereinstimmt. Eine diesen
Anforderungen entsprechende Füllung ist z. B. ein aus io cm Quecksilberdruck Kohlenmonoxyd
und 5 cm Quecksilberdruck Sauerstoff bestehendes Gemisch, also ein Gasgemisch mit
einem Gesamtdruck von ungefähr 1/5 Atm. Dieses Gemisch entspricht also den besonderen
vorgenannten Anforderungen, da bei ihm weder der Explosionsdruck zu stark werden
noch bei Luftaufnahme des Kolbens ein explosibles Gemisch entstehen kann.
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Bei einer besonderen Ausführungsform der Explosion kann letzteres,
d. h. die Explosionsgefahr bei Luftaufnahme, auch vermieden werden, wenn man dem
Reaktionsgemisch einen Stoff zusetzt, der die Explosionsgrenzen erhöht. Zu diesem
Zweck können Stoffe wie Argon, Stickstoff, Helium, Kohlendioxyd und weiter Chloride,
z. B. SiC14, S02C12, CO, verwendet werden. Für diese Ausführungsform eignet
sich ganz besonders Tetrachlorkohlenstoff. Als Beispiele von zur Verwendung in einer
Blitzlichtlampe geeigneten, CC14 enthaltenden Gasgemischen seien das aus 15 Vol.
Kohlenmonoxyd, 7,5 Vol. Sauerstoff und 1 Vol.CCl4 bestehende Gemisch und ferner
das aus 4 VOI. Schwefelkohlenstoff, i2 Vol. Sauerstoff und 4 Vol. Tetrachlorkohlenstoff
erwähnt.
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Es können ferner Mittel angewendet werden, um ernstere Folgen einer
etwaigen Explosion zu vermeiden. Man kann z. B. einen doppelwandigen Kolben verwenden,
bei dem der Zwischenraum gegebenenfalls mit Glaswolle ausgefüllt ist, oder aber
den Kolben mit einer Gaze umgeben. Auch kann man entweder auf der inneren oder auf
der äußeren Seite oder auf beiden Seiten des Kolbens eine durchscheinende Firnis-
oder Lackschicht aufbringen, die eine etwaige Zersplitterung nach einer Explosion
verhindert. Eine mit der Lampe verschmolzene Sicherheitsvorrichtung kann die Gefahr
des Platzens des Kolbens erheblich verringern.
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Schließlich ist es möglich, mit dem Kolben ein Röhrchen zu verschmelzen,
das z. B. mittels eines Gummihütchens mit der Außenluft in Verbindung gesetzt werden
kann. In diesem Falle wird unmittelbar vor dem Betrieb der Lampe das Hütchen von
der Röhre abgenommen, so daß der Kolbeninhalt durch das Röhrchen mit der Außenluft
in Verbindung steht und somit nicht mehr zu befürchten ist, daß der Explosionsdruck
zu stark wird.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind' der G1ühkdrper
und das Gasgemisch
derart gewählt, daß durch Nachfüllung des Kolbens
mit Luft bis zu einem Druck von i Atm., wie oben beschrieben, bei einer bestimmten
Spannung, z. B. ¢ Volt, der Glühdraht unterhalb der Explosionstemperatur des so
entstandenen Gasgemisches, aber ohne Luftnachfüllung oberhalb der Explosionstemperatur
des brennt.
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Wenn man aber die für eine bestimmte Betriebsspannung, z. B. .4 Volt,
berechnete Blitzlichtlampe irrtümlicherweise mit einer höheren Spannung betreibt,
so wird der Glühkörper durch diese- Spannung auf eine höhere als die berechnete
Temperatur erhitzt, so daß die Explosionsgefahr bestehen bleibt.
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Diese Gefahr kann gemäß der Erfindung dadurch vermieden werden, daß
man den Glühkörper aus einem Metall herstellt, dessen Schmelzpunkt niedriger als
die Explosionstemperatur des Gasgemisches ist, das bei Nachfüllung des Kolbeninhalts
mit Luft bis zu einem Druck von x Atm. entstanden ist. Für diese Ausführungsform
der Erfindung kann folgendes Zahlenbeispiel zur Erläuterung dienen. Wenn man z.
B. eine Gasfüllung verwendet, deren Explosionstemperatur bei 6oo ° C liegt, aber
bei Nachfüllung des Kolbeninhalts mit Luft bis zu x Atm. eine Explosionstemperatur
von 75o° C besitzt, so kann vorteilhaft ein aus Aluminium bestehender Glühkörper
verwendet werden, da der Schmelzpunkt von Aluminium 66o' C beträgt. Man stellt nun
die Blitzlichtlaznpe derart her, daß bei einer Betriebsspannung von ¢ Volt der Glühkörper
auf eine Temperatur von annähernd 630' C erhitzt wird, die zwischen der genannten
Explosionstemperatur von 6oo ° C und dem Schmelzpunkt von Aluminium von -66o' C
liegt. Wenn die Lampe Luft aufgenommen hat, so daß der Druck der Gasfüllung = Atm.
beträgt, so - wird der Aluminiumglühkörper bei einer Betriebsspannung von q. Volt
auf eine viel niedrigere Temperatur als. 750' C erhitzt werden, so daß den
vorgenannten Sicherheitsbedingungen entsprochen ist. Wenn nun versehentlich eine
höhere Betriebsspannung als q. Volt angelegt wird, z. B. 8 Volt oder mehr, so wird
der Aluminiumglühkörper bei Erhitzung auf eine Temperatur von 66o' C schmelzen,
so daß auch bei dieser höheren Betriebsspannung die besagte Explosionstemperatur
von 75o° C durchaus nicht erreicht werden kann. In diesem Falle ist die Lampe somit
vollkommen gesichert.
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Schließlich können die Umstehenden dadurch vor der Explosionsgefahr
infolge Luftaufnahme des Kolbens gewarnt werden, daß der Kolben mit einer Einrichtung
versehen wird, die anzeigt, daß der Kolbendruck durch Luftaufnahme einen bestimmten
Wert überstiegen hat. Zu diesem Zweck kann z. B. ein zweckmäßig bemessenes Metall-
oder Glasmanometer verwendet werden. Ein anderes Mittel zur Verringerung des Explosionsdrucks
besteht darin, daß man in den Kolben .einen Stoff einbringt, der das bei der Reaktion
erzeugte Gas ganz oder teilweise absorbiert. So wird man z. B. bei den Reaktionen
2C0+02>2C02oder CS2+302rC02+2S02 vorteilhaft Na OH oder K OH (z. B. mit Glaswolle
getränkt) in den Kolben einbringen können wodurch das erzeugte C 02 unmittelbar
gebunden wird.
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Die aktinische Wirkung der Blitzlichtlampe gemäß der Erfindung kann
mit verschiedenen Mitteln verbessert werden, z. B. dadurch, daß in der Gasfüllung
Quecksilber vorhanden ist oder bei der Entzündung erzeugt wird. Zu diesem Zwecke
kann man Quecksilber, Quecksilberamalgam oder Quecksilbersalze, z. B. Merkurojodid,
auf den Glühkörper aufbringen. Die .Farbe des Lichts kann weiter dadurch beeinfiußt
werden, daß andere, farbiges Licht aussendende Salze, z. B. das ein gelbes Licht
aussendende Natriumsalz oder das ein rotes Licht aussendende Strontiumchlorid, auf
den Glühkörper aufgebracht werden. Man kann der Füllung auch Neon zusetzen oder
einen farbigen Kolben verwenden.
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Der Nutzeffekt der Blitzlichtlampe nach der Erfindung. kann dadurch
gesteigert werden, dä.ß die Hälfte des Kolbens, entweder an der inneren oder an
der äußeren Wand oder an beiden, mit einer spiegelnden Schicht versehen wird, die
das Licht zerstreut reflektiert. Dies hat außerdem den Vorteil, daß man auch Aufnahmen
mit der Lampe machen kann, bei denen sich letztere zwischen dem Apparat und der
zu photographierenden Gruppe befindet. Der Nutzeffekt kann auch dadurch verbessert
werden, daß der Kolben aus einer Glasart hergestellt wird, die für ultraviolettes
Licht leicht durchlässig ist.
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Obwohl sich die Blitzlichtlampe gemäß der Erfindung vorzüglich ohne
Verwendung einer Zündungsmasse betreiben läßt, kann man gewünschtenfalls eine solche
Masse anwenden, und zwar zur Verringerung der Reaktionszeit. Zu diesem Zweck kann
man in bei elektrisch zu zündenden Blitzlichtlampen anderer Art - bekannter Weise
auf den Glühkörper eine Zündungsmasse aufbringen, so daß die Reaktion an mehreren
Stellen gleichzeitig einsetzt und somit schneller vor sich geht.. Die gleiche Wirkung.
läßt sich auch durch Anordnung mehrerer Glühkörper in der Lampe erzielen.
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Gewünschtenfalls kann die Blitzlichtlampe derart hergestellt werden,
daß sie mehr als einmal verwendet werden kann. Zu diesem Zweck wird das Reaktionsgemisch
derart gewählt, daß nach der ersten Verwendung, durch Nachfüllung .von Sauerstoff
und Luft, aufs neue ein Reaktionsgemisch- entsteht, das mit. aktinischer Wirkung
reagieren kann- Dies kann man z: B. dadurch
erzielen, daß ein sogenannter
Kolben mit einer Spitze verwendet wird. Nach der ersten Verwendung wird die Spitze
abgebrochen, so daß die Lampe mit Luft nachgefüllt wird. Ein anderes Verfahren besteht
darin, daß der das Reaktionsgemisch enthaltende Kolben mittels eines mit einem Hahn
versehenen Rohres mit einem zweiten Kolben verbunden ist, der ein Gas enthält, dessen
Druck höher als der des erstgenannten Kolbens ist. Nach Verwendung der Blitzlichtlampe
wird durch Öffnen des Hahns eine bestimmte Menge dieses Gases in den erstgenannten
Kolben zugelassen, so daß aufs neue ein geeignetes Reaktionsgemisch im erstgenannten
Kolben entsteht. Bei geeigneter Wahl der Stoffe und der Drücke kann nach diesem
Prinzip eine Lampe hergestellt werden, die mehrere Male verwendet werden kann.
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Es ist erwünscht, bei der Herstellung von Blitzlichtlampen nach der
Erfindung derartige Maßnahmen zu treffen, daß man ganz sicher ist, daß die Gasfüllung
während der Herstellung der Lampen nicht bereits zu reagieren anfängt. Insbesondere
besteht diese Möglichkeit beim Abschmelzen des Entlüftungsröhrchens, wenn die Gasfüllung
bereits bei verhältnismäßig niedriger Temperatur reagiert. Im Zusammenhang hiermit
ist ein neues Verfahren zum Entlüften und Füllen von gasgefüllten Glühlampen gefunden
worden, das darin besteht, daß das Entlüftungsröhrchen mit einer elastischen Hülle,
z. B. einem Gummischlauch, versehen wird, mittels dessen das Füllen und Abschließen
des Entlüftungsröhrchens erfolgt.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
dargestellt. In Fig. i ist mit i der Kolben einer elektrischen Glühlampe bezeichnet,
der mit dem Füßchen z verschmolzen ist; das mit einer Quetschstelle 3 versehen ist,
in das die Stromzuführungsdrähte 4 eingeschmolzen sind. Vor dem Einschmelzen wird
das Entlüftungsröhrchen 5 mit einer Öffnung 6 versehen, über die der Ventilschlauch?
geschoben wird. Nachdem .die Lampe entlüftet worden ist, wird das Entlüftungsröhrchen
vorzugsweise ungefähr an der Stelle 8 abgeschmolzen. Darauf wird der Ventilschlauch
in die in Fig. a gezeigte Stellung geschoben. Der Teil g des Ventilschlauches wird
zum Füllen des Kolbens mit der gewünschten Gasfüllung mit einer Leitung io verbunden.
Nach erfolgter Füllung wird das Entlüftungsröhrchen mit dem Ventilschlauch in eine.
plastische Sperrmasse, z. B. Pizein oder Siegellack, eingetaucht und darauf abgekühlt.
Wenn keine Sperrmasse verwendet wird, so kann der Ventilschlauch als Sicherheitsventil
dienen, wenn z. B. infolge der Luftaufnahme des Kolbens, wie oben beschrieben, der
Explosionsdruck zu stark wird.
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In den Fig. 3 und 4 ist gezeigt, wie man vorgehen kann, wenn das Entlüftungsröhrchen
nicht mit der vorgenannten Öffnung versehen wird. Fig. 3 zeigt, daß das Entlüftungsröhrchen
ii des Kolbens mittels des Gummischlauches 1.3 mit der Gasleitung 12 verbunden ist.
Nachdem der Kolben entlüftet und gefüllt worden ist, wird das Entlüftungsröhrchen
ix etwas herabgezogen, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Der Teil 14 des etwas ausgezogenen
Gummischlauches wird nun zugekniffen, abgeschnitten und sodann in eine plastische
Sperrmasse, z. B. Pizein oder Siegellack, eingetaucht und darauf abgekühlt.
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Es ist noch eine andere Lösung gefunden worden, um ganz sicher zu
sein, daß beim Abschmelzen des Entlüftungsröhrchens die Gasfüllung des Kolbens nicht
zu reagieren anfängt. Zu diesem Zweck wird in das Entlüftungsröhrchen ein poröser
Stoff eingebracht, der die Fortpflanzung einer etwaigen Explosion in dem Entlüftungsröhrchen
nach dem Kolben verhindert. Als geeignete Stoffe zu diesem Zweck seien Glaswolle
oder Drahtnetz erwähnt.
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In Fig. 5 ist mit 15 der Kolben einer elektrischen Glühlampe bezeichnet,
der mit einem Füßchen 16 verschmolzen ist, das eine Quetschstelle 17 aufweist,
in welche die Stromzuführungsdrähte 18 eingeschmolzen sind. Mit i9 ist ein in dem
Entlüftungsröhrchen 2o angeordnetes Drahtnetz bezeichnet. Wenn in dem Entlüftungsröhrchen
beim Abschmelzen eine Explosion auftreten würde, so wirkt das Drahtnetz wie das
Drahtnetz einer Grubenlampe, so daß die Explosion des Kolbeninhalts vermieden wird.
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Obiges kann noch mit der Anordnung eines Ventilschlauches und einer
Öffnung im Entladungsröhrchen kombiniert werden, die als Sicherheitsventil dienen,
wie oben beschrieben