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Einrichtung zur Erzeugung einer gleichmässigen Filmbewegung.
Die Erfindung betrifft eine Filmtransporteinrichtung, insbesondere zur Aufnahme und Wiedergabe photographischer Tonaufzeichnungen auf einem konstant laufenden Film.
Bisher wurde der Film an der Belichtungsstelle über Gleitflächen u. dgl. oder über rotierende Trommeln geführt. Gleitflächen u. dgl. schaden dem Film, da der Film beschmutzt oder zerkratzt werden kann. Eine Trommel hat zwar gewisse Vorteile : sie müsste jedoch bei der Wiedergabe an der Tonbelichtungsstelle durchsichtig oder ausgenommen sein, damit das Licht eine in ihrem Innern befindliche Photozelle treffen kann. Bei einer durchsichtigen Trommel können sich Sehmutzteilehen an der Ober- fläche ansammeln und eine unregelmässige Liehtverteilung hervorrufen, was in der Tonwiedergabe Storungsgeräusehe zur Folge hat.
Wird aber eine undurchsichtige, jedoch geteilte Trommel verwendet, dann ergibt sich die Schwierigkeit, eine Tragkonstruktion für die beiden Hälften der Trommel zu schaffen, zugleich aber auch für die Photozelle und deren Trageinriehtung genügenden Raum zu lassen. Die Zelle wird im allgemeinen so klein sein, dass sie ganz im Trommelinnern Platz finden und durch den Schlitz hindurch befestigt werden kann. Dies ist besonders schwierig, wenn eine Welle durch die Trommel geht. Gemäss der Erfindung kann man nun ohne weiteres eine Trommel anwenden und die Photozelle im Wege des Lichtstrahles in einfacher Weise anordnen, ohne dass eine beengende und komplizierte Trageinrichtung in den Innenraum der Trommel eingeführt zu werden braucht.
Gemäss der Erfindung wird auch die gleichmässige Filmbewegung sichergestellt. Würde nämlich der Film durch ein Sprossenrad bewegt werden, das durch Zahnräder oder Riemen von einem Motor angetrieben ist, dann genügt es nicht, die Geschwindigkeit des Motors konstant zu halten. Die Ungenauigkeit der Zahnräder sowie die Riemenverbindungen haben Geschwindigkeitsänderungen des Sprossenrades und damit Störungsgeräusche zur Folge ; es ist auch schwierig, das Sprossenrad ganz genau auszuarbeiten. Aber selbst ein vollkommen genaues Sprossenrad, das mit konstanter Geschwindigkeit läuft, wird keine gleichmässige Filmbewegung erzeugen, da infolge der Filmschrumpfung die Abstände der Filmperforationen praktisch nur selten genau gleich dem Sprossenabstand sind. Gemäss der Erfindung wird also eine glatte, zylindrische Trommel benutzt, auf deren Welle ein Schwungrad angeordnet ist.
Der Film wird durch eine oder mehrere Druckrollen an die Trommel angedrückt und durch ein Sprossenrad angetrieben. Die herrschende Spannung des Films zwingt Trommel und Schwungrad zur Rotation. Diese Anordnung ist zwar nützlich, hat aber noch folgende Nachteile. Ist das Schwungrad sehr leicht, dann läuft die Trommel gut, das Schwungrad wirkt also nicht gleichmässig ; mit der Grösse
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das grosse Schwungrad schädliche Beschleunigungen ; es hat dann nicht die gewünschte Wirkung, oder der Film gleitet auf der Trommel.
Um die Heftigkeit der Stösse am Film zu vermindern, kann man auch in bekannter Weise den Film zwischen Trommel und Sprossenrad über eine federnd gelagerte Rolle laufen lassen. Eine solche Anordnung steigert zwar die Nachgiebigkeit, es ist aber schwierig, das richtige Mass von Nachgiebigkeit herzustellen und dauernd aufrechtzuerhalten, namentlich aber die bekannten schwingenden Bewegungen des Films zu vermeiden. Die Erfindung besteht nun in einer Einrichtung zur Erzeugung einer gleich-
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an der Steuerstelle ausser dem den Film antreibenden Sprossenrad ein Hilfsantrieb vorgesehen ist, der die Spannung des Filmbandes herabsetzt. Durch diese Einrichtung wird ein Teil der zur Rotation der Trommel nötigen Drehbewegung erzeugt.
Zur weiteren Sicherung der Nachgiebigkeit sind noch dämpfende, Energie aufnehmende Einrichtungen vorgesehen, mittels denen Schwingungsbewegungen verhindert werden.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung erläutert. Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung in Auf- und Seitenriss, teilweise im Schnitt, die Fig. 3 eine andere Ausführungsform.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung ist sowohl zur photographischen Tonaufzeielhnung als auch zur Wiedergabe geeignet. Das gezeichnete Beispiel erläutert die Erfindung an Hand einer Wiedergabeeinriehtung.
Die Hauptantriebselemente sind die Sprossenräder 1 und 2. Ersteres nimmt den Film 3 von einer
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An diese wird der Film durch die vorzugsweise gummibelegten Rollen 7 und 8 angepresst. Auf dem Film 3 liegen zwischen den beiden Perforationsreihen nebeneinander die Bild-und die Tonaufzeiehnungen 9 und 10. In der Zeichnung ist der Abstand zwischen den Ringen 5 und 6 etwa gleich der Breite von Bildund Tonaufzeichnungen zusammengenommen ; der braucht selbstverständlich nur etwa so breit zu sein wie die Tonaufzeiehnung allein.
Innerhalb der Ringe oder, wie die Zeichnung zeigt, innerhalb des Ringes 6 liegt die photoelektrische Zelle 12 und auf der andern Seite des gekrümmten Filmstückes das optische System 13. Auf diese Weise wird der die Tonaufzeichnung tragende Filmteil mit einem Lichtstreifen von etwa 2'5 mm Breite belichtet. Das durch die Tonaufzeichnung geänderte Licht fällt auf die Zelle 12, die auf die Lichtschwankungen mit entsprechenden Stromschwankungen reagiert. Durch Anordnung von Rollen 15 sind die Ringe 5 und 6 einer freien koaxialen Rotation fähig. Gemäss der Zeichnung sind deren drei Paare um 120 an der Ringoberfläehe gegeneinander versetzt angeordnet.
Die einander entsprechenden Rollen jedes Ringes sitzen auf einer gemeinsamen Welle 16. Man kann auch mehr Rollen
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Führungsrille, in die die entsprechend profilierten Rollen eingreifen. Der Film ist so zu beiden Seiten der Tonaufzeichnung unterstützt, ohne dass die Photozelle, deren Befestigung oder Anschlüsse irgendwie behindert sind.
Von den Tragringen läuft der Film über die Trommel 20 zu den festen Rollen 21 und 22 und iiber das bewegliche Leitrad : 3 ; ; und das Sprossenrad 2 zur Aufwickeltrommel oder andern Einrichtungen.
Die Trommel 20 sitzt auf einer Welle 25, auf der eine als Schwungmasse wirkende Scheibe 26 vorgesehen ist. Würde nun der Film direkt von der Trommel zum Sprossenrad 2 laufen, dann würde jede ruckweise Bewegung am Sprossenrad zwangläufig auf den Film übertragen werden und der Film entweder auf der Trommel gleiten oder Trommel und Schwungrad beschleunigt und die Geschwindigkeit des Films
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das Leitrad 23 mit dem Hebelarm 28 um die Achse 29 drehbar angeordnet. Der Film bildet um das Leitrad eine Schleife. die von der am Arm 28 befestigten Feder 30 mehr oder weniger gespannt wird.
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des Films ein.
Das Leitrad : 33 ist normalerweise so eingestellt, dass die durch die Feder erzeugte Filmspannung den Reibungswiderstand der Trommel, Ringe und Rollen gerade überwindet. Es hat sieh nun herausgestellt, dass bei der eben beschriebenen Anordnung unter bestimmten Uniständen Sehwingungs- bewegungen auftreten. Nehmen wir z. B. an, Trommel und Schwungrad laufen zu langsam. Dann
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Spannung des Films beschleunigt, und das Leitrad kehrt in seine ursprüngliche Stellung zurück. Die Trommel läuft jetzt aber rascher ; infolgedessen wird das Leitrad an seiner normalen Stellung vorbei in eine neue Stellung gehen, bei der die Federspannung unternormal ist. Jetzt wird infolge der verringerten Filmspannung die Geschwindigkeit der Trommel sinken.
Damit haben wir dieselbe Situation, in der wir begonnen haben. Dieser Vorgang kann sich nun öfter fortsetzen, insbesondere dann. wenn irgendwelche Gesehwindigkeitsschwankungen am Sprossenrad dieselbe Frequenz haben wie die Bewegung des schwingenden Systems. Dann tritt eine Art Resonanz ein. Derartige Gesehwindigkeits-
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dies durchaus nicht, um die erforderliche konstante Geschwindigkeit zu erhalten. Es ist also wichtig, bei nachgiebiger Anordnung der Rolle 23 schwingende Bewegungen zu verhindern. In diesem Sehwingungs- system bildet das elastische Filmband, das seine Spannung ändert, das elastische Grundelement. Wesentlich ist nun, dass die Sehwingungsdauer der schwingenden Bewegung verlängert wird.
Zu diesem Zwecke sind erfindungsgemäss Einrichtungen zur Dämpfung der wiederkehrenden Geschwindigkeitsschwankungen vorgesehen, z. B. eine Kolbenbremse 3. 2 bekannter Bauart, deren beweglicher Teil mit dem Arm 28 verbunden ist. Um dem Leitrad 2. 3 die Ausführung ganz plötzlicher Bewegungen zu gestatten, ist zwischen
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Bremse 32 und Arm 28 eine Feder. 33 eingeschaltet. die im Vergleich zur Feder 30 relativ starr ist und die Bremswirkung nicht merklich herabsetzt.
Zur weiteren Erhöhung der Nachgiebigkeit lässt man den Film über die benachbarten Rollen 21 und 22 und über beide Rollen in dieselbe Richtung laufen. Dabei wird er sich infolge seiner natürlichen Steifigkeit etwas ausbiegen. Die überschüssige Länge ist dabei bestimmt grösser als dann, wenn der Film die beiden Rollen auf einander gegenüberliegenden Rollenseiten passiert. Der Film wird sich um so merklicher ausbiegen, je kleiner der Rollendurehmesser ist. Dieser kleine Überschuss an Länge bildet
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von den Sprossen der Sprossenräder herrühren. Infolge seiner unvermeidlichen Massenwirkung ist das Leitrad zu träge, um sehr rasche Stösse aufzufangen.
Verwendet man jedoch die beiden Rollen 21 und 22 mit dem ausgebogenen Filmstück, dann wird die momentane Wirkung dieser Ausbiegung durch keine Trägheit beeinflusst.
Gemäss der Erfindung wird die zum Antrieb der Trommel nötige Filmspannung durch einen Hilfsantrieb herabgesetzt. Bei Verminderung der Filmspannung wird die Ausbiegung zwischen den Rollen 21 und 22 grösser und daher nachgiebiger. Die Feder zu kann dann verhältnismässig weich sein.
Ein solcher Hilfsantrieb muss sehr leicht laufen ; er darf die Trommelgeschwindigkeit nicht fixieren, sie muss vielmehr von der Restspannung des Films abhängig bleiben. Der Hilfsantrieb muss also eine gewisse Schwingung aufweisen. Einen idealen Hilfsantrieb erhält man, wenn man den Zug ausnutzt, der zwischen einem Magneten und einer Platte aus Kupfer oder andern hochleitenden Materialien herrscht. Die Platte rotiert dabei in solcher Richtung, dass Strom in derselben induziert wird. Ein solcher Antrieb läuft sehr leicht und kann eingestellt werden ; er wirkt auch als Dämpfung und bietet weitere Sicherheit gegen schwingende Bewegungen. Ein Antrieb z.
B., der von mechanischer Reibung abhängt, könnte Schwingungsbewegungen praktisch überhaupt nicht dämpfen ; denn hier ist die tangentiale Kraft von der relativen Geschwindigkeit praktisch unabhängig, während die magnetische Bremskraft mit der Geschwindigkeit der relativen Bewegung wächst. Reibung mittels zäher Flüssigkeit wirkt ähnlich wie
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und Anker werden in letzterem Wirbelströme induziert und eine starke magnetische Zugkraft erzeugt. Der Magnet ist, wie in der Fig. 2 angedeutet ist, mit dem Antriebsmotor verbunden. Die Geschwindigkeit des Magneten ist dabei etwas grösser als die des Ankers, vorzugsweise um etwa 10-20%. Der Spule 38 wird durch Bürsten 42 über Schleifringe 41 Gleichstrom zugefÜhrt. Die Schleifringe sitzen auf der Welle 40.
Im Betriebe wird die Stromstärke z. B. so eingestellt, dass die Ausbiegung des Films zwischen den Rollen 21 und 22 etwa 3-6 mm. hoch ist. Die Schleife zwisehen Zahnrad 1 und Rolle 7 soll etwas grösser sein. Auf diese Weise wird ein grosser Teil der zum Antrieb der Trommel wie der Ringe 5 und 6 nötigen Spannung aufgehoben und ein Teil der Antriebskraft durch Magnet und Anker ersetzt.
Es ist nicht wesentlich, dass die Magnete rotieren ; auch ruhende Magnete, die auf einen Flansch einwirken, können Schwingungen dämpfen ; sie werden aber eine ständige Verzögerung erzeugen, die man besser vermeidet, weil damit die Filmspannung wächst. Man wird daher die Magnete annähernd ebenso rasch wie die Trommel laufen lassen. Sie werden dann am besten frei drehbar angeordnet, durch den elektromagnetischen Zug mitgenommen und praktisch mit derselben Geschwindigkeit rotieren wie das Schwungrad. Zugleich ist ihre Massenträgheit gross genug, um das Schwungrad hinreichend zu dämpfen. Es ist klar, dass die Lage von Flansch und Schwungrad gegenüber der Lage der Magnete vertauscht werden kann, ohne die Wirksamkeit der Anordnung zu ändern, vorausgesetzt, dass die Magnete ein gleiches Trägheitsmoment zur Trommelwelle beitragen.
Die Anordnung beruht demnach auf folgendem Prinzip. Es ist ausser einem Schwungrad od. dgl. ein zweites Element vorgesehen, das mit ihr durch elektromagnetischen Zug oder durch Reibung, vorzugsweise Flüssigkeitsreibung, gekuppelt ist. Das zweite Element erhält annähernd konstante Geschwindigkeit entweder infolge seiner eigenen Massenträgheit oder dadurch, dass es irgendwie, beispielsweise durch Zahnräder oder Riemen, mit dem annähernd konstant laufenden Element gekuppelt ist. Man kann statt dessen auch ein zweites Schwungrad lose auf derselben oder einer koaxialen Welle anordnen und durch eine Energie absorbierende Kupplung mit dem ersten Schwungrad kuppeln. Im Rahmen der Erfindung liegt auch die Verwendung eines Schwungrades, das auf der Trommelwelle sitzt und in einer ringförmigen Höhlung mit Quecksilber ausgefüllt ist.
In diesem Falle wäre das Quecksilber das zweite drehbare Element.
Ist nun das zweite Element elektromagnetisch oder durch Flüssigkeitsreibung mit der Trommelwelle gekuppelt und rotiert es mit Trommelgesehwindigkeit, dann wird es die durch die Filmspannung erzeugte Drehung der Trommel in keinem Drehsinne merklich beeinflussen. Will man jedoch dem Film einen beträchtlichen Teil der Arbeit abnehmen, die er zur Überwindung der Lager-und Rollenreibung leistet, dann treibt man erfindungsgemäss das zweite Element (oder die Magnete, wie sie in dem Aus- führungsbeispiel der Zeichnung dargestellt sind) mit einer etwas höheren Geschwindigkeit an als die Trommel.
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Anstatt eine Reihe von Magneten rotieren zu lassen, kann auch ein äquivalentes, rotierendes Feld verwendet werden, das von einer stationären Magnetkonstruktion erzeugt wird. Man verwendet dann mehrphasigen Wechselstrom, wie er beispielsweise zum Antrieb eines Induktionsmotors dient.
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Bildtonfilme, dadurch gekennzeichnet, dass ausser den den Film antreibenden Sprossenräderu (1, 2) ein Hilfsantrieb vorgesehen ist, der die Spannung des Filmbandes (3) vermindert.