<Desc/Clms Page number 1>
Selbsttätige photomechanische Modelliermaschine
Zur halbautomatischen Anfertigung von gestaltgetreuen Modellen von Menschen, Tieren oder Gegenständen sind bereits mehrere Versuche unternommen worden. Die mit einer solchen Maschine hergestellten Modelle sind im Verhältnis zu den durch einen Künstler angefertigten wesentlich billiger, sie sind ausserdem auch für kriminalistische Zwecke vorzüglich geeignet.
Beispielsweise wurde eine photomechanische Modelliermaschine, die aus einer photographischen Aufnahmeeinheit und einer Modelliereinheit besteht, vorgeschlagen, wobei die Aufnahmeeinheit einen drehbaren Objektträger, eine Beleuchtungsquelle und einen eine Reihe von Profilbildern vom zu modellierenden Objekt herstellenden Aufnahmeapparat enthält, und die Modelliereinheit einen auf einem Gestellrahmen hin- und herbewegbaren unteren Wagen und auf diesen einen quer zu dessen Bewegungsrichtung hin- und herbewegbaren, ein Schnitzwerkzeug tragenden oberen Wagen sowie einen Projektor aufweist, der jeweils ein von der Aufnahmeeinheit erzeugtes Profilbild auf eine Projektionsfläche projiziert.
Die bisher vorgeschlagenen Einrichtungen haben aber den wesentlichen Nachteil, dass ihre Bedienung einer gründlichen Praxis und Handgeschicklichkeit bedarf, die mit ihrer Hilfe durchgeführte Arbeit ist zeitraubend und nicht fehlerfrei, so dass ihre industrielle Anwendung daher nicht rentabel ist. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass auch lichtelektrische Steuerungen zum Abtasten einer Kontur vorgeschlagen worden sind.
Die Erfindung hat nun die vollständige Automatisierung der Modellierarbeit zum Ziele, die überdies rascher als bisher und vor allem fehlerfrei erfolgen soll.
Die erfindungsgemässe selbsttätige Maschine gehört zu der eingangs erwähnten Bauart, unterscheidet sich aber von diesen Maschinen dadurch, dass am oberen Wagen ein lichtelektrisches Organ vorgesehen ist, welches das Profilbild abtastet und bei gleichzeitiger Bewegung des unteren Wagens den oberen Wagen samt dem Schnitzwerkzeug entlang einer Kontur des aus einem um einen zur Bewegungsrichtung des unteren Wagens parallele Achse drehbaren Materialbock herzustellenden Modells führt, und dass nach einer der erzeugten Kontur entsprechenden Bewegung des unteren Wagens für die Weiterschaltung sowohl des Projektors zum Zwecke der Projektion des nächsten Profilbildes der vom Aufnahmeapparat hergestellten Profilbildreihe auf die Projektionsfläche, als auch für die entsprechende Weiterdrehung des Materialblockes getrennte,
jedoch von einem gemeinsamen Schalter automatisch betätigte Antriebe vorgesehen sind.
Die weiteren Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel erörtert.
Die Zeichnungen stellen eine Ausführungsform der Modelliermaschine schematisch dar.
Einzelheiten n, die zum Verständnis nicht erforderlich sind oder die Übersichtlichkeit stören, sind weggelassen. Fig. l stellt die Aufnahmeeinheit perspektivisch dar, Fig. 2 ist eine Draufsicht der Modelliereinheit, Fig. 3 ist eine Vorderansicht der Modelliereinheit, Fig. 4 ist eine Seitenansicht der die Längsbewegung einleitenden Einrichtung in Richtung des Pfeiles N der Fig. 2 gesehen, Fig. 5 stellt drei benachbarte Filmaufnahmen dar.
Es soll beispielsweise vom Kopf eines Mannes ein Porträtmodell angefertigt werden. Die Person
<Desc/Clms Page number 2>
--P-- (Fig. l) sitzt auf einem Drehstuhl--l--, dessen vertikale Welle--2--mit der Welle des Synchronmotors--4--über einen Schneckentrieb--3, 5-- verbunden ist. Gegenüber der Person --P-- befindet sich eine Lichtquelle in Form eines Projektor dessen eine Hälfte seines Bildfeldes abgedeckt ist. Auf diese Weise wird der Kopf der Person von der Hälfte des Lichtbündels beleuchtet, das auf die eine Seite der Ebene-ABC-fällt. Die gemeinsame Trennlinie der beleuchteten und der im Schatten befindlichen Kopfhälften wird mit der seitlich des Projektionsapparates --6-- angeordneten Aufnahmekamera --7-- gefilmet.
Die Aufnahmekamera wird von einem Synchronmortor --8-- angetrieben. Der Synchronmotor--4--des Drehstuhlantriebes--8--und der Aufnahmekamera besitzen einen gemeinsamen Schalter-K-.
Die Anzahl der während einer Umdrehung des Drehstuhles angefertigten Aufnahmen beträgt vorteilhaft 200 bis 360, entsprechend der Zähnezahl des Schneckenrades-3-. Das Lichtbündel beleuchtet auch die an einem an der hinteren Seite des Drehstuhls befestigten nach oben herausragenden Träger vorgesehene Scheibe--9--, deren Achse --9'-- etwa in der Längsmittellinie des Halses der Person--P--liegt. Die hier entstehende Trennlinie spielt in der Modelliereinheit beim Einstellen des Filmes eine wichtige Rolle. Nach der Aufnahme wird der Film, von dem drei aufeinanderfolgende Bilder der Fig. 5 zu entnehmen sind, auf die übliche Weise entwickelt, worauf eine Reihe der vom Kopf der Person--P--aufgenommenen Konturlinien zur Verfügung steht.
Es soll nun die Modelliereinheit näher erörtert werden (Fig. 2 bis 4). Auf dem auf dem Boden stehenden Rohrrahmen--10--, dessen parallele Längsholme ein Führungsschienenpaar bilden, rollen mit Hilfe von je drei Rollen der untere Wagen und auf diesem der obere Wagen-12--. Der untere Wagen bewegt sich in Richtung der Drehachse des Materialblocks --T--, der als Werkstoff für das anzufertigende Modell--S--dient, der obere Wagen bewegt sich dagegen senkrecht dazu in seitlicher Richtung. Unterhalb des unteren Wagens befindet sich die Aufnahmeplatte--13--, auf die von einem Projektor die auf dem Film befindliche Kontur projiziert wird.
Am oberen Wagen--12- befindet sich eine Gabel--14--, in der eine Achse--15--gelagert ist ; diese trägt eine Photozelle - oder ein anderes lichtelektrisches Organ und den Eisenkern-17-. Eine auf die Achse
EMI2.1
Riemen und Riemenscheibe angetrieben. Der Elektromotor--24--ist von solcher Art, dass er seine Drehrichtung schnell umzukehren vermag (sogenannter Verschiebeankermotor). Die Drehrichtungsumkehr wird durch die Photozelle --16-- über ein mit ihr elektrisch verbundenes Relais--25gesteuert.
Eine Welle-27--, welche den Materialblock-T-trägt, ist im Rahmen --10-- drehbar gelagert. In das an der Welle--27--befestigte Schneckenrad--28--greift die Schnecke--29-
EMI2.2
des Eisenkernes --34'-- des Elektromagneten --34-- eingreifen. Die am andern Ende des Elektromagneten befindliche Klemme --36-- kann mit der klemme --37-- zusammenwirken. Am Gestellrahmen--10--sind weiterhin die nur schematisch dargestellte Verstärkungseinrichtung - zur Verstärkung des Stromes der Photozelle --16-- sowie die Schalttafel-39-
EMI2.3
Leitrolle--42-- ist mit einem enbenfalls am Gestellrahmen sitzenden Trägerarm--44--durch die Zugfeder --43-- verbunden.
Das Lager--42'--im Schwinghebel--42--dient zur Lagerung der Welle --47-- der Schnecke --45--, welche mit dem Schneckenrad --46'-- der Seitentrommel --46-- verbunden ist. Die Riemenscheibe--48--, welche auf der Schneckenwelle--47-sitzt, wird durch die Riemenscheibe --50-- des Elektromotors --49-- über einen Keilriemen angetrieben. An dem unter einem bestimmten Winkel geneigten Ende des Trägerarmes --44-- befindet sich der Elektromagnet Der Trägerarm--44--trägt ausserdem noch den Kolben
<Desc/Clms Page number 3>
des Bremszylinders-52--, der unten durch das Gegengewicht --53-- belastet wird. Am Bremszylinder ist weiterhin ein Ende des über die Seiltrommel --46-- geführten Seiles befestigt.
Am unteren Wagen --11-- befinden sich ausserdem noch der Einschalthebel --54-- und die Klemme--55-, ihnen gegenüber der Schalter --56-- und die Kontaktklemme --57--. Der Projektor ist ebenfalls am Gestell --10-- befestigt und befindet sich oberhalb der Aufnahmeplatte --13- (Fig. 3). Die Optik --58-- setzt sich aus dem Sammelspiegel-70--, der Lichtquelle --71--, dem Kondensor --72-- und der Objektivlinse --73-- zusammen.
Zwischen den Elementen-72 und 73-bewegt sich schrittweise der in der Aufnahmeeinheit nach Fig. 1 hergestellte Film --74-- über der Lichtblende-68--. Vom Elektromotor --59-- aus wird über die Schnecke --60-- das Schnekenrad --61--, dessen Welle ähnlich, wie bei der Scheibe - -33--, noch eine mit einem Umfangsausschnitt versehene Scheibe --75-- und den Exzenter - trägt, angetrieben.
Der letztere betätigt das an und für sich bekannte Filmschaltwerk --63-. Das freie Ende des einarmigen Schwinghebels-64-trägt einerseits die Zunge-76--, die gegebenenfalls in den Ausschnitt der Scheibe --75-- eingreift, anderseits den Kontakt-66--, der mit dem festen Kontakt--67--zusammenwirkt. Etwa in der Mitte des Schwinghebels--64-befindet sich weiterhin der Eisenkern --77-- des elektromagneten --65--. Dieser Kern wird durch eine Druckfeder --69-- umschlossen, die sich einerseits gegen den Elektromagneten--65-, anderseits gegen den Schwinghebel --64-- abstützt.
Die Funktion der Modelliermaschine ist folgende :
Das erste Bild des Filmes wird auf die Aufnahmeplatte--13--derart projiziert, dass die auf
EMI3.1
--9'-- der Scheibe --9-- des Drehstuhls --1-- (Fig. l)Scheibe --9-- sichtbare Schattenrand erleichtert die Scharfeinstellung der Modellkontur. Der Motor - -24--, der den oberen Wagen --12-- bewegt, wird in Gang gesetzt. Zur gleichen Zeit gelangt Licht aus der Lichtquelle --71-- über die Optik --58-- und die Blende --68-- auf die Photozelle--16-- (Fig. 3), in welcher eine elektrische Spannung entsteht, die wieder im Verstärker
EMI3.2
(Fig. 2)Öffnung der Photozelle wieder in den beleuchteten Bereich gelangt. Es erfolgt nochmals eine Drehrichtungsumkehr des Motors.
Infolge der raschen Wiederholung dieses Vorganges schwingt die Öffnung der Photozelle um die Trennlinie der Kontur bzw. sie kann sich bei Bewegung des unteren Wagens nur entlang der Kontur bewegen. Man hat die Möglichkeit, die Schwingung der Photozelle --16-- wesentlich zu beschleunigen, falls an der Photozelle ein im Eisenkern --17-- endender Schaft --15-- befestigt wird, welcher Kern vom durch das Relais--25--gesteuerten Elektromagneten --19-- gegen die Federkraft der Feder--18--angezogen, bei Richtungsumkehr des Motors aber wieder losgelassen wird. Die beschleunigte Schwingung erhöht die Genauigkeit der Konturabtastung.
Während der untere Wagen--l l--einen Hub ausführt, wird der Materialblock --T- zwischen den beiden Endpunkten der Kontur des Modells-S-vom Schnitzwerkzeug --21-, das durch den Elektromotor --20-- angetrieben wird, modelliert.
Der untere Wagen --11-- wird vom Motor--49--angetrieben, der unter Mitwirkung der Riemenscheiben-50, 48- der Schnecke --45-- und des Schneckenrades der Seiltrommel --46-- das am unteren Wagen befestigte Seil auf die Seiltrommel --46-- aufwickelt. Der Eingriff zwischen der Schnecke und dem Schneckenrad kommt dadurch zustande, dass die Feder --43-- (Fig. 4) die im Lager --42'--, das am Schwinghebel --42-- befestigt ist, gelagerte Schnecke - gegen das Schneckenrad --46-- drückt.
In der oberen Totlage des unteren Wagens - wird der Schalter --56-- vom Endschalterhelbel --54-- (Fig.2) betätigt, wodurch der Stromkreis des Elektromagneten-51-- (Fig. 4) geschlossen wird, so dass der Magnet--51-den Schwinghebel --42-- von der Seiltrommel --46-- gegen die Federkraft der Feder --43-entfernt ; der dadurch ausgekuppelte untere Wagen --11-- wird durch das Gegengewicht--41-- (Fig. 2) über das um die Leitrolle --40-- geführte Seil in seine untere Totlage bewegt. Die Gleichförmigkeit (Beschleunigungsfreiheit) dieser Bewegung wird durch den Bremszylinder--52-gesichert.
In der unteren Totlage betätigt der mit dem unteren Wagen --11-- verbundene Endschalterhebel den Schalter--56--, somit wird der Stromkreis des Elektromagneten--51-- (Fig. 4) unterbrochen, die Feder --43-- verbindet die Schnecke --45-- mit dem Schneckenrad
<Desc/Clms Page number 4>
--46-- und der untere Wagen --11-- führt erneut nach oben.
In der oberen Totlage des unteren Wagens schliessen die Kontaktklemmen--55, 57-gleichzeitig die Stromkreise der Motoren--59 bzw. 31--des Projektors und der Modellwelle. Diese Motoren transportieren den Film bzw. verdrehen die Modellwelle während des Abwärtshubes des unteren Wagens wobei das Schnitzwerkzeug ausser Betrieb ist, weiter. Der Motor-59bewegt den Film schrittweise fort, zu welchem Zweck eine volle Umdrehung des Exzenters-62-- nötig ist, um das anschliessende Schaltwerk--63--, das in dem Film eingreift, weiterzubewegen. Der
EMI4.1
Gleichzeitig mit dem Filmbildwechsel ist die Welle--27--des Materialblocks--T--um eine Teilung zu verdrehen. Zu diesem Zweck schliesst die Klemme--55--in Zusammenarbeit mit der Kontaktklemme-57-in der oberen Totlage des unteren Wagens --11-- den Stromkreis des Elektromagneten--34--, worauf der Elektromagnet das verlängerte Ende--34'--des
EMI4.2
die Klemme gegen den Umfang der Scheibe und hält damit den Motor eingeschaltet. Sobald sich der Umfangsausschnitt der Scheibe erneut gegenüber der Klemme --34'-- befindet, springt ihre Spitze in den Ausschnitt hinein und setzt das Schneckenrad--29--still, da infolge der auseinandergehenden Kontaktklemmen--36, 37-- der Stromkreis des Motors unterbrochen wird.
Danach wiederholt sich der bereits beschriebene Schnitzvorgang entlang der neu eingestellten Kontur. Die zur Herstellung des Modells erforderliche volle Zeit kann im voraus berechnet und während dieser Zeit die Maschine sich selbst überlassen werden. Die Beendigung des Modelliervorganges kann die Maschine über bekannte Signaleinrichtungen durch ein akustisches und/oder optisches Signal anzeigen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Selbsttätige photomechanische Modelliermaschine, die aus einer photographischen Aufnahmeeinheit und einer Modelliereinheit besteht, wobei die Aufnahmeeinheit einen drehbaren Objektträger, eine Beleuchtungsquelle und einen eine Reihe von Profilbildern vom zu modellierenden Objekt herstellenden Aufnahmeapparat enthält, und die Modelliereinheit einen auf einen Gestellrahmen hin- und herbewegbaren unteren Wagen und auf diesen einen quer zu dessen Bewegungsrichtung hinund herbewegbaren, ein Schnitzwerkzeug tragenden oberen Wagen sowie einen Projektor aufweist, der jeweils ein von der Aufnahmeeinheit erzeugtes Profilbild auf eine Projektionsfläche projiziert,
EMI4.3
vorgesehen ist, welches das Profilbild abtastet und bei gleichzeitiger Bewegung des unteren Wagens (11) den oberen Wagen samt dem Schnitzwerkzeug (21)
entlang einer Kontur des aus einem um eine zur Bewegungsrichtung des unteren Wagens parallele Achse (27) drehbaren Materialblock (T) herzustellenden Modells (S) führt, und dass nach einer der erzeugten Kontur entsprechenden Bewegung des unteren Wagens für die Weiterschaltung sowohl des Projektors (70 bis 73) zum Zwecke der Projektion des nächsten Profilbildes der vom Aufnahmeapparat (7) hergestellten Profilbildreihe auf die Projektionsfläche (13) als auch für die entsprechende Weiterdrehung des Materialblockes getrennte, jedoch von einem gemeinsamen Schalter automatisch betätigte Antriebe (31, 59) vorgesehen sind.
EMI4.4