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Blitzlampenanordnung mit einen Kurzschluß bildenden Blitzlampen
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Die Erfindung bezieht sich auf Blitzlampenanordnungen mit einen Kurzschluß
bildenden Blitzlampen, die als Schalter in einer Blitzfolgeschaltung wirken.
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In der deutschen Patentanmeldung P 2615508 ist eine Blitzlampenanordnung
mit Hochspannungs-Blitzlampen beschrieben, die durch Aufschlag eines kleinen piezoelektrischen
Elementes gezündet werden können, um Zündimpulse von einigen Tausend Volt zu erzeugen.
Die Lampen enthalten einen Kolben mit brennbarem Material und Sauerstoff, und ein
Zündmaterial ist in einer offnung durch eine Glasperle hindurchgetragen, in die
hinein sich die Innenenden von zwei Einführungsdrähten erstrecken.
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Das Zündermaterial ist eine Mischung aus einem pulverförmigen, brennbaren
Metall, Oxyd und einem Oxydationsmittel. Wenn den Einführungsdrähten ein Zündimpuls
zugeführt wird, zündet das Zündermaterial und bewirkt ein Blitzen der Lampe, und
anschliessend bleibt ein Rest von einem leitenden oder einen kleinen Widerstand
aufweisenden Material in der Glasperlenöffnung zurück, um einen Kurzschluss oder
eine kleine Impedanz über den Einführungsdrähten in der geblitzten Lampe zu bilden.
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Die Blitzlampen befinden sich in einer Blitzfolgeschaltung, wobei
die geblitzten Lampen als Schalter zum Verbinden des nächsten Zündimpulses mit der
nächsten zu blitzenden Lampe dient; die einen Kurzschluss bildenden Lampen müssen
zu diesem Zweck einen genügend kleinen Widerstand haben.
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Die vorliegende Erfindung beinhaltet, kurzgesagt und in einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel, eine Vielfach-Blitzlampenanordnung mit einen urzschlu bildenden
Blitzlampen, die innerhalb einer Blitzfolgeschaltung funktionieren. Die Lampen weisen
einen Kolben auf, der brennbares Material enthält. Zwei Einführungsdrähte f###########lben
hinein und enden an
in einer öffnung durch eine Glasperle hindurch,
wobei sich/ der Perlenöffnung ein Zündermaterial befindet, das einen Kurzschluss
bilden kann. Wenn den Einführungsdrähten ein Zündimpuls zugeführt wird, zündet das
Zündermaterial, wobei ein Teil davon nach oben geblasen wird, um das brennbare Material
zu zünden und die Lampe zu blitzen, und ein Teil wird nach unten geblasen, um einen
Rest aus leitfähigem oder einen kleinen Widerstand bildenden Material an der Unterseite
des Kolbens zwischen und mit den Einführungsdrähten in Kontrakt stehend abzulagern,
um eine "kurzgeschlossene" Lampe nach dem Blitzen zu bilden.
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Ein Rest des Zündermaterials kann in der Perlenöffnung verbleiben
und den Widerstand des "Kurzschlusses" weiter verkleinern.
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Die Einführungsdrähte müssen sich genügend nahe aneinander an der
innenseitigen Unterseite des Kolbens befinden, so daß der Rest des Zündermaterials
sie überbrückt. Vorzugsweise verlaufen die Einführungsdrähte innerhalb des Kolbens
parallel zueinander und befinden sich an ihrem Eintritt in die Innenseite des Kolbens
in einem nicht größeren Abstand zueinander als an der Zündermaterialöffnung in der
Perle.
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Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand
der folgenden Beschreibung und der Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläuter.
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Fig. 1 ist eine Seitenansicht vdn einer Hochspannungs-Blitzlampe gemäß
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Fig. 2 ist eine ähnliche Ansicht der Lampe gemäß Fig. 1 nach dem Blitzen.
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Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht von einer Vielfach-Blitzlampeneinheit
gemäß einan bevorzugten Ausführungsbeispiei der Erfindung.
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Fig. 4 ist ein schematisches elektrisches Schaltbild für ein Vielfach-Blitzlampensystem
gemäß der Erfindung.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Blitzlampe gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Trägerkonstruktion verwendet,
um die Blitzzündeinrichtung
aus dem Paar von Zuleitungsdrähten und dem Zündermaterial zusammenzubauen. Die Blitzlampen-Trägerkonstruktion
umfaßt eine Glasperle oder ein anderes elektrisch isoliertes Teil, das über einem
Ende des Paares von Zuleitungsdrähten vorgesehen ist. In dem Perlenteil ist zwischen
und in Verbindung mit beiden Zuleitungsdrähten eine öffnung vorgesehen, und das
Zündermaterial befindet sich in der öffnung und überbrückt elektrisch die Zuleitungsdrähte.
Vorzugsweise erstreckt sich diese Öffnung in einer Richtung parallel zu den Zuleitungsdrähten
voll durch die Perle. Weiter erstreckt sich ein Teil der Perle vorzugsweise über
mindestens einen Teil der Enden der Zuleitungsdrähte. Es liegt jedoch auch im Rahmen
der vorliegenden Erfindung, unterschiedliche Halterungsmittel für das Zündermaterial
vorzusehen.
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Die bevorzugte Lampenkonstruktion der Fig. 1 umfaßt einen rohrförmigen
Kolben 11, der vorzugsweise aus einem Borsilikatglas oder einem anderen geeigneten
lichtdurchlässigen glasartigen Material hergestellt ist, wie Bleiglas, und der eine
Quetschdichtung 12 an seinem einen Ende aufweist, durch welche sich ein Paar von
Zuleitungsdrähten 13 und 14 vom Äußeren in das Innere des Kolbens 11 derart erstreckt,
daß sie parallel und im Abstand voneinander verlaufen und einen Teil des Trägerfußes
15 bilden. Der Kolben 11 ist oberhalb des Träerfußes 15 mit einer losen Masse aus
faserförmiger oder zerschnittener Metallfolie oder Draht 16 gefüllt, bestehend aus
Zirkonium oder Hafnium oder einem anderen geeigneten brennbaren Metall. Die Luft
wurde aus dem Kolben 11 herausgezogen und dieser mit Sauerstoff bei einem Druck
von mindestens mehreren Atmosphären, wie etwa 5 bis 10 Atmosphären oder mehr, gefüllt.
Der Kolben wurde bei einer Absaugspitze 17 an dem der Quetschdichtung 12 gegenüberliegenden
Ende abgedichtet. Die Lampe kann mit dem üblichen Schutzüberzug aus Lack oder Kunststoff
überzogen werden.
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Um die Zuverlässigkeit des elektrischen Kurzschlusses in der Blitzlampe
nach dem Blitzen weiter zu verstärken, wird ein Überschuß an faserförmigem, brennbarem
Material mit Bezug auf die verfügbare Menge der die Verbrennung unterstützenden
Atmosphäre über das für eine stöchiometrische Verbrennungsreaktion Erforderliche
hinaus eingesetzt.
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Die bevorzugte Trägerkonstruktion kann die Form einer Glasperle haben,
die so gestaltet ist, daß sie zwischen den im Abstand voneinander liegenden Zuleitungsdrähten
13 und 14 eine Öffnung 19 zur Aufnahme des Zündermaterials 21 aufweist. Die Glasperle
kann sich daher um ein Ende der genannten Zuleitungsdrähte legen und mit einer Öffnung
versehen sein, die zwischen den Zuleitungsdrähten liegt und in Verbindung mit beiden
steht. Die Glasperle kann so ausgebildet sein, daß ein Glasring um die beiden Enden
der Zuleitungsdrähte herum angeordnet und das Ganze kann für eine geeignete Zeit
und auf eine geeignete Temperatur erhitzt werden, um den Glasring in eine geschmolzene
Berührung mit den Zuleitungsdrähten schrumpfen zu lassen, wobei eine schlitzänliche
oder anders gestaltete Öffnung zurückbleibt, die sich vollkommen durch die Perle
hindurch in einer Richtung parallel zu den Zuleitungsdrähten erstreckt. Die Offnung
ist, wie dargestellt, zumindest teilweise mit einer festen Mischung des Zündermaterials
21 gefüllt, das in die Öffnung auf verschiedene Weise, wie mit einer Spritze, durch
beklecksen oder durch Eintauchen des umgedrehten Trägers in eine flüssige Zünderaufschlämmung
eingebracht werden kann. Der enge Querschnittsbereich der Öffnung und die an beiden
Enden offene Öffnung verursacht einen Kapillareffekt, der das Hereinziehen der flüssigen
Zünderaufschlämmung in die Öffnung unterstützt.
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Ein geeignetes Zündermaterial, das für den gewünschten Kurzschlußzustand
in der Lampe nach dem Blitzen sorgt, wie es in der eingangs genannten deutschen
Patentanmeldung P 2615508 vorgeschlagen ist, umfasst eine Festkörpermischung, die
etwa 50-80 Gewichtsprozent brennbares Material als Brennstoff, 5-15 Gewichtsprozent
eines Oxydationsmittels für das brennbare Metall, 5-15 Gewichtsprozent eines die
Verbrennung unterstützenden Oxyds, das nach dem Verbrennen der Mischung in einen
nicht-leitenden Rest umgewandelt ist, und 10-20 Gewichtsprozent eines die Verbrennung
unterstützenden Oxyds, das nach dem Verbrennen der Mischung in einen leitfähigen
Rest umgewandelt ist. Beispielsweise kann das einen Kurzschluß bildende
Zündermaterial
eine Mischung aus Zirkonpulver, erdalkalischen Metallchloraten, Bariumchromat und
Bleioxyd enthalten. Wenn ein Zündimpuls an die Einführungsdrähte 13 und 14 angelegt
wird, zündet das Zündermaterial 21 und ein Teil des brennenden Zündermaterials wird
nach oben geblasen und zündet das brennbare Material 16, wodurch die Lampe zum Blitzen
gebracht wird. Ein Teil des brennenden Zündermaterials wird auch nach unten geblasen
und lagert sich als ein Rest 21' (siehe Fig. 2) mit geringem Widerstand auf der
Innenseite des Bodens des Kolbens und zwischen den Einführungsdrähten 13, 14 ab
und überbrückt diese, wodurch die Einführungsdrähte der Lampe nach dem Blitzen "kurzgeschlossen"
werden. Die Lampe wird zu dem Zweck kurzgeschlossen, daß sie als ein Schalter in
einer Blitzfolgeschaltung arbeitet, wenn ihr Widerstand über den Einführungsdrähten
genügend klein ist, um genügend Energie für nachfolgende Zündimpulse durchzulassen,
um nachfolgende Blitzlampen zu blitzen. In einer typischen Anordnung, in der die
Zündimpulse eine Spannung von 2000 oder 3000 Volt haben und die Lampen bei etwa
1000 Volt blitzen, kann der Kurzschlußwiderstand einer geblitzten Lampe sogar 10
000 Ohm oder mehr betragen und die Anordnung arbeitet richtig. Wenn ein Teil des
Zündmateriairestes in der Perlenöffnung 19 verbleibt, nachdem ein Blitz aufgetreten
ist und die Einführungsdrähte über brückt sind, bildet dieser Rest einen zusätzlichen
geschlossenen Widerstand mit einem kleinen Widerstand parallel zu der Restablagerung
21' und senkt somit den Gesamtwiderstand zwischen den Einführungsdrähten. Der Zündermaterialrest
braucht weder einen direkten noch einen guten Kontakt mit den Einführungsdrähten
zu bilden, und der Rest kann zerstückelt oder unzusammenhängend sein, da die Zündimpulse
kurze Abstände überspringen können.
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Um sicherzustellen, daß ein genügend kleiner Widerstand zwischen den
Einführungsdrähten einer geblitzen Lampe erhalten wird, um richtio in der Blitzfolgeschaltung
zu arbeiten, sind die Einführungsdrähte 13 und 14 an der innenseiti-gen Unterseite
des Kolbens 11 in einem kleineren Abstand zueinander angeordnet als üblich, so daß
der Zündermaterialrest 21' mit einer größeren Wahrscheinlichkeit den Abstand zwischen
den
Drähten überspannt. Vorzugsweise sind diese Drähte im Bereich der Restablagerung
nicht weiter voneinander beabstandet als an der Perlenöffnung 19, und vorzugsweise
verlaufen sie zueinander parallel von der Quetschdichtung 12 zur Perle 18.
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In dem Kolben kann zwischen den Einführungsdrähten eine kleine Vertiefung
22 vorgesehen sein, damit der Rest 21' an der gewünschten Stelle leichter konzentriert
und eingeschlossen werden kann.
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In Fig. 3 ist eine Vielfach-Blitzlampeneinheit 26 gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt, die an jedem Ende mit einsteckbaren Verbindungsansätzen 27,
28 versehen ist, die in die Fassung einer nicht gezeigten Kamera hineinpassen.
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Die Lampenanordnung ist mit einer oberen Gruppe von Blitzlampen versehen,
die elektrisch mit dem unteren Ansatzstück 28 über eine zugehörige elektrische Schaltkarte
verbunden sind, so daß nur die oberen Lampen in der Anordnung geblitzt werden, wenn
das untere Ansatzstück in die Kamerafassung ingesetzt ist. Indem die Blitzlampeneinheit
von oben nach unten umgedreht und das andere Ansatzstück 27 in die Kamerafassung
eingesetzt wird, ist es möglich, eine zweite Gruppe von Blitzlampen zu zünden, die
sich nun am weitesten weg von der Achse der Kameralinse befindet. Dies ist durch
einen anderen Strompfad auf der zugehörigen Schaltkarte ermöglicht, der die Lampen
elektrisch mit dem Verbindungsansatz verbindet, der nun in die Kamerafassung eingesetzt
ist. Die Vielfach-Blitzlampeneinheit 26 weist den gleichen allgemeinen Aufbau, wie
die unter dem Handelsnamen FlipFlash" vertriebenen Anordnungen, abgesehen von den
Lampen und den Zündschaltungen. Die Blitzlampeneinheit 26 umfasst allgemein eine
Reflektoreinheit 29, zahlreiche Blitzlampen 31 der in Fig. 1 gezeigten Art, ein
elektrisches Schaltkartenteil 32 und eine Abdeckung 33, die an einer Rückseite 34
befestigt ist. Die einzelnen Reflektormulden der Reflektoreinheit sind in geeigneter
Weise mit einem spiegelnd reflektierenden Überzug aus einem geeigneten Material,
wie Aluminium,versehen, der durcIinnte Metallbedampfungsverfahren im Vakuum oder
andere geeigenete Techniken aufgebracht ist. Die einzelnen Blitzlampen 31 sind innerhalb
der
jeweiligen Reflektormulden der Refklektoreinheit 29 angebracht. Die elektrisch zündbaren
Blitzlampen 31 sind elektrisch mit dem Schaltkartenteil 32 verbunden, so daß die
Einheit in verschiedenen Orientierungen in eine Kamerafassung eingesteckt werden
kann, wodurch nur die von der Kameralinsenachse relativ am weitesten entfernte Gruppe
von Blitzlampen geblitzt wird, um auf diese Weise die Wahrscheinlichkeit für das
Auftreten des eingangs erwähnten unerwünschten Rotaugeneffektesw zu vermindern.
Einzelheiten der elektrischen Verbindungen sind in der US-PS 3,980,876 beschrieben
und brauchen demzufolge nur insoweit beschrieben zu werden, wie sie sich auf die
Reihenschaltung zwischen den Lampen beziehen, die ferner Verbindungen für Sicherungsvorrichtungen
enthält, um für einen besonderen Leerlaufzustand in Bezug auf die wirkungsmäßig
zugeordneten Blitzlampen zu bilden.
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In Fig. 4 ist ein schematisches Schaltbild gezeigt, das die für eine
Gruppe von vier Lampen in der obigen Blitzlampeneinheit angewendete besondere Schaltung
darstellt. Lampen 36, 38, 40 und 42 sind in dem Stromkreis über den Eingangsanschlüssen
46 und 48 der Anordnung in Reihe geschaltet, denen Hochspannungs.
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Zündimpulse bei kleiner Energie von einer geeigneten elektrischen
Energiequelle zugeführt werden, die in einer Kamera (nicht gezeigt) angeordnet sein
kann. Wie aus dem Schaltbild weiterhin zu ersehen ist, sind den vorstehend beschriebenenJ
einen Kurschluss bildenden Lampen einen kleinen Widerstand bil-Schmelzsicherung
- ~ ~ dende, nach Art einer arbeitende Schaltvorrichtungen 50, 52 und 54 zugeordnet,
die-mit den Blitzlampen 36, 38, bzw.
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40 in Reihe geschaltet sind, um einen Kurzschluß der Energiequelle
zu vermeiden, wenn aufeinander folgende Lampen in der Zündfolge geblitzt werden.
Das angestrebte Ergebnis wird erreicht, wenn die Sicherungen der Reihe nach einen
Leerlaufzustand in den Stromzweigen der ersten Gruppe von Blitzlampen 36-40 erlagen,
und es sei darauf hingewiesen, daß die letzte Blitzlampe 42 in der Reihe keine entsprechende
Sicherung aufweist, die der Energiequelle parallel geschaltet ist.
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Die Sicherungen 50, 52 und 54 sind auf entsprechende Weise benachbart
zu den Blitzlampen 36, 38 und 40 angeordnet, um von diesen Strahlungsenergie in
der Form von Licht und Wärme zu empfangen, wenn die Lampen geblitzt werden. Dies
kann mit einem Material erreicht werden, das auf der Schaltkarte zwischen zwei Anschlüssen
in der elektrischen Schaltungsanordnung angeordnet ist. Der erste den Anschlüssen
46 und 48 zugeführte Zündimpuls blitzt die erste Lampe 36 über die Sicherung 50.
Der nächste Zündimpuls blitzt die zweite Lampe 38 über die Sicherung 52 und so weiter.
Für die Sicherungen können termisch schmelzbare Metalle verwendet werden und desgleichen
brennbare Materialien, die einen elektrischen Widerstand von weniger als etwa 1000
Ohm vor dem öffnen des Schalters aufweisen, und die gewünschte Folge zum Blitzen
der nächsten Lampe wird erreicht, wenn die geöffneten Schalter bzw. Sicherungen
einen Widerstand von mehr als etwa 1 Megohm haben. Ferner ist es für das Schaltermaterial
in der Schaltvorrichtung der vorstehend angegebenen Art wünschenswert, daß es eine
relativ niedrige Durchbruchsspannung hat, so daß der zugeordneten Blitzlampe ein
Zündimpuls zugeführt werden kann, falls das Schaltermaterial keinen guten elektrischen
Kontakt mit den elektrischen Anschlüssen herstellt. Somit kann bei den vorstehend
angegebenen Spannungswerten trotzdem ein Zündimpuls an die ungeblitzte Lampe angelegt
werden, wenn ein nicht geöffneter Schalter'eine Durchbruchsspannung von etwa 200
Volt oder weniger aufweist. Andererseits ist eine Durchbruchsspannung von wenigstens
etwa 2000 Volt für einen geöffneten Schalter erforderlich, um für den gewünschten
Schutz in einer Schaltungsanordnung mit Blitzlampen zu sorgen, die nach dem Blitzen
vorstehend angegebene elektrische Charakteristiken aufweisen. Aus einem Vergleich
dieser nach dem Blitzen bestehenden Durchbruchsspannungs- und Widerstandscharakteristiken
in den zugeordneten Blitzlampen und Schaltvorrichtungen ist ferner ersichtlich,
daß beide Werte wünschenswerterweise bei viel höheren Werten in den Schaltvorrichtungen
aufrechterhalten werden.
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Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß sich dem Fachmann
verschiedene andere Ausführungsbeispiele und Modifikationen der Erfindung eröffnen.
Beispielsweise kann die Erfindung auch bei planaren Vielfach-Blitzlampeneinheiten
mit einer anderen Anzahl von Lampen als hier beschrieben verwendet werden und selbst
bei einer Einheit benutzt werden, bei der eine Gruppe von Lampen und Reflektoren
in die eine Richtung strahlen und eine andere Gruppe von Lampen und Reflektoren
in die entgegengesetzte Richtung strahlen.