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Mit einem Bildgerät kuppelbares Magnettonbandgerät Die Erfindung betrifft
ein Magnettonbandgerät für die Aufnahme und Wiedergabe von Schallaufzeichnungen,
das zwecks Synchronisierung von Bild- und Tonaufzeichnungen mit einem Bildgerät
kuppelbar ist. Allgemein gesprochen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
Gerät der vorstehend- genannten Art zu schaffen, welches bei vielseitiger Verwendbarkeit
unter allen Betriebsbedingungen vollkommen einwandfrei in seiner Tonqualität ist.
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Es sind auf dem Filmgebiet Versuche unternommen worden, die Synchronisationsprobleme
zwischen Bild und Ton durch Anwendung von unmittelbar auf dem Bildfilmstreifen mitgeführtem
Magnetband als Tonaufzeichnungs- oller -wiedergabespur zu umgehen. Man nennt dies
»Einband«-System. Seine Schattenseiten zeigen sich beim Schneiden, Zusammenstellen
und Kleben der Verleihkopien, da infolge der geltenden Fachnormen Bild- und Tonaufzeichnung
in einem Abstand von etwa 26 bis 28 Bildern versetzt sind. Es ist auch schon bekanntgeworden,
Bild und zugehörigen Ton auf zwei verschiedenen Streifen zu führen und die beiden
Streifen zu svnchronisieren. Dabei haben sich jedoch verschiedene Unzulänglichkeiten
ergeben, durch welche derartige Geräte den praktischen Anforderungen nicht voll
und ganz gerecht werden konnten.
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Es ist beispielsweise schon vorgeschlagen worden, das Bildgerät und
das Tongerät von einem gemeinsamen Motor antreiben zu lassen und die beiden Geräte
durch eine starre Kupplung zu verbinden. Durch eine solche starre Kupplung wird
zwar gewährleistet, dar, vollkommene Deckung der Streifen vorausgesetzt, der richtige
Ton zum richtigen Bild kommt, es besteht aber keine Möglichkeit zum Ausgleich der
sich der mittleren Tonstreifengeschwindigkeit überlagernden Geschwindigkeitsänderungen
von relativ hoher Frequenz. Solche Geschwindigkeitsänderungen können durch Stöße
des Getriebes und insbesondere auch der Antriebseinrichtungen für das Bildgerät
sowie auch allgemein durch Bewegungen der ganzen Anlage und durch Verzögerungen
und Beschleunigungen beim Anfahren und Anhalten hervorgerufen werden und führen
zu unerwünschten Tonverzerrungen, die die Verständlichkeit und den Genuß der Vorführung
beeinträchtigen.
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Es sind auch schon weiterhin Anlagen der in Rede stehenden Art bekanntgeworden,
bei denen für das Bildgerät und für das Tongerät getrennte Antriebsmotoren verwendet
werden, für die besondere Synchronisiereinrichtungen vorgesehen sind. So gibt es
Anlagen mit elektrischen Verkettungseinrichtungen für den Betrieb der die beiden
Geräte antreibenden Synchronmotoren, oder man hat auch schon vorgeschlagen, den
Filmantriebsinotor durch eine besondere, von einer Nadel abgetastete Rille auf dem
Tonstreifen zu steuern. Weiterhin ist es auch schon bekanntgeworden, die Regelung
der Laufgeschwindigkeit eines Proj.ektormotors durch Steuerung eines Widerstandes
vom Tonband aus vorzunehmen.
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Alle diese Einrichtungen betreffen aber nur die grobe Synchronisierung
der Geschwindigkeiten der beiden selbständigen Antriebsmotore. Obwohl dazu, wie
sich aus dem Vorstehenden ergibt, teils recht komplizierte Einrichtungen erforderlich
sind, können bei diesen Anlagen trotzdem nicht jene kleinen Geschwindigkeitsänderungen
des Bandes verhindert werden, die in der obenerwähnten Weise zu unerwünschten Tonverzerrungen
führen. Das gilt in gleicher Weise für eine weiterhin noch bekanntgewordene Anlage,
bei der sowohl der Bild- als auch der Tonstreifen mit Perforationen versehen sind
und durch gezahnte Rollen angetrieben werden.
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Bei dem Gerät nach der Erfindung sollen nun die bei den Geräten nach
dem Stande der Technik aufgetretenen Mängel vermieden werden, und es soll insbesondere
ein Gerät geschaffen werden, welches trotz vielseitiger Verwendbarkeit in leicht
lösbarem Zusammenbau mit Bildgeräten verschiedener Verwendungszwecke und Drehzahlen
oder auch für sich allein unter allen Umständen immer einwandfrei in seiner Tonqualität
ist. Insbesondere sollen bei der nicht ortsfesten Verwendung des Gerätes in Kopplung
mit einer
bewegten Kamera keinerlei Tonverzerrungen durch die Übertragung
von Schwingungen oder Stößen auf das Tonsystem auftreten. Dabei ist zu berücksichtigen,
daß diese Gefahr besonders groß ist, wenn Bild- und Tongerät zu einem gemeinsam-
betätigten und bewegten Block vereinigt sind. Ferner soll das Gerät, um allen Anforderungen
des praktischen Betriebes gerecht werden zu können, auch mit einem umsteuerbaren
Motor ausgerüstet sein, wobei aber durch die mit dem Umsteuern verbundenen Bandbeschleunigungen
auch keine Minderungen der Tonqualität auftreten sollen.
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Das vorstehend genannte Ziel wird bei einem Gerät der in Rede stehenden
Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das mit einem-umsteuerbaren Motor ausgerüstete
Tongerät nach - dem Baukastenprinzip als Antriebseinheit an ein Bildgerät leicht
lösbar angeflanscht werden kann, wobei ein kurzer Antriebszapfen der angetriebenen
Welle des Tongerätes direkt oder unter Zwischenschaltung eines Drehzahlanpassungsgerätes
mit der Antriebswelle des- Bildgerätes gekoppelt wird und besondere Stabilisierungseinrichtitagen
dafür sorgen, daß neben der durch die mechanische Kupplung der beiden Geräte gegebenen
Abstimmung der beiden mittleren Streifengeschwindigkeiten aufeinander auch- noch
ein Ausgleich sämtlicher der mittleren Streifengeschwindigkeit des Tonstreifens
überlagerten, etwa durch -Beschleunigung nach dem Umsteuern durch Stöße oder
durch Getriebeschwingungen hervorgerufenen Laufschwankungen erfolgt.
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Mit der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Kombination
von Merkmalen ist erstmalig ein kinematografisches Gerät zur Aufnahme oder Vorführung
von Bild und Ton geschaffen worden, welches bei Vereinigung des Tongerätes mit dem
Bildgerät zu einer einzigen gut handhabbaren Einheit die -höchste Tonqualität für
die Aufnahme und Wiedergabe erreicht.
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Zunächst wird durch die an sich bekannte starre Kupplung zwischen
je einer Welle der beiden Geräte, wobei der umsteuerbare Motor des Tonbandgerätes
als gemeinsamer Antrieb dient, erreicht, da.ß die einander entsprechenden Bildstellen
und Tonstellen immer genau gleichzeitig zusammentreffen. Durch die zusätzliche Anordnung
einer Stabilisierungseinrichtung zur sicheren Konstanthaltung der Tonbandgeschwindigkeit
wird erreicht, daß jegliche Tonverzerrungen, die sich durch die Übertragung von
Schwingungen von dem intermittierenden Bildfilmantrieb od. dgl. ergeben könnten,
vermieden werden.
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Bei dem Gerät nach derErfindung wird zweckmäßig weiterhin die die
Tonbandgeschwindigkeit konstant haltende Stabilisierungseinrichtung mit Schwungrädern
ausgerüstet, die vom Tonband unter Reibung mitgenommen werden, wobei das Tonband
beim Vorbeilauf an dem Tonkopf zu einer Schlinge von gleichbleibender Länge durch
abgefederte Spannrollen geformt wird, deren Ablenkbewegungen unter dem Einfluß von
Beschleunigungskräften durch einen Schwingungsdämpfer gedämpft sind, dessen Wirkung
auf der Verformung eines zähen Stoffes beruht.
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Versuche, die bei Tonbandgeräten auftretenden schnellen Schwankungen
der Grundgeschwindigkeit zu dämpfen, sind zwar auch schon bisher bekanntgeworden,
und man hat sich dazu verschiedener Schwungmassen, Pendelrollen und Dämpfungen mit
Reibung oder Bremszylindern bedient. Die damit erzielten Ergebnisse konnten aber
die Forderungen, die bei Verwendung der schmalen, dünnen und weichen Bänder aus
Polyestergrundstoff, deren sich die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise bedient,
auftreten, nicht in zufriedenstellender Weise erfüllen. Erst mit der weiter oben
beschriebenen Ausgestaltung einer Stabilisierungseinrichtung hat man vielmehr eine
Lösung gefunden, die den Forderungen, die ein Gerät der in Rede stehenden Art stellt,
gerecht wird. Das ist besonders. auf die genannte Verbindung abgefederter Spannrollen
mit Dämpfungskörpern zurückzuführen, bei denen die Dämpfungskörper mit plastischer
Formänderungsarbeit einen besonders schnellen Abfall jeglicher Schwingungen erzwingen.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes an Hand
vonZeichnungen näher erläutert ist.
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Fig. 1 ist ein allgemeiner perspektivischer Durchblick durch ein Muster,
welches die Bandv orratsspulen und den Antrieb dafür umfaßt; er zeigt den Transport
der gespannten Schleife und das Filterwerk; Fig. 2 ist eine Vorderansicht einer
tragbaren Tonaufnahme- und -wiedergabeeinheit, die sich für Ortsveränderung bei
Außentätigkeit eignet; Fig. 3 ist ein in der Linie 1-1 der Fig. 11 geführter senkrechter
Schnitt parallel zur Vorderplatte; Fig. 4 ist ein nach der Linie 4-4 in Fi.g. 2
genommener Schnitt, der den Zahntrommelantrieb und die Aufwickelkupplung zeigt;
Fig.5 ist ein Schnitt in einer Ebene, die in der Fig. 2 durch die Einheit nach der
Linie 5-5 gelegt wurde; Fig. 6 ist ein Schnitt durch die Kupplung längs der Linie
6-6 in Fig. 4; Fig.7 ist eine teilweise geschnittene Ansicht, die eine Führungsrolle
für das Einlegen des Bandes auf der Zahntrommel und einen Kipphebel für diesen Durchlaß
zeigt; Fig. 8 ist ein Schnitt in der durch Linie 8-8 der Fig. 7 angezeigten Ebene;
Fig. 9 ist ein Schnitt durch den Körper der Fig. 7 in der Linie 9-9 und zeigt die
Anschläge für den Kipphebel; Fig. 10 ist eine Ansicht der abnehmbaren Spulenkassette
mit weggenommener Decke, um die Getriebeteile mit einem schwenkbaren Zahnrad zu
zeigen; Fig. 11 ist eine Vorderansicht einer tragbaren Magnetaufzeichnungseinheit,
die perforiertes Band in Verbindung mit einerBildaufnahmekamera verwendet.
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Zunächst sei die Fig. 1 betrachtet, die die Zusammenhänge der Antriebsteile
mit dem Band-Transportwerk zeigt. Gewisse Elemente wie der Rahmen, Sprengringe,
Lager u. dgl. sind zur besseren Übersichtlichkeit fortgelassen. Wenn man den Schleifenverlauf
des Bandes 10 verfolgt, so sieht man in dieser Darstellung, daß das Band sich von
der Abwickelspule 11 in eine gespannte Schleife fester Länge hinein und aus ihr
heraus bewegt, um schließlich auf der Aufwickelspule 24 aufgewickelt zu werden.
Im einzelnen macht dieses Schleifenstück des Bandes seinen Weg von der Abwickelspule
11 unter einem Kipphebeldurchlaß 13, über ein Bogenstück der gezahnten Trommel 12,
dann durch die Rolle 14 senkrecht nach unten umgelenkt, durch die Filterrolle 15
im rechten Winkel abgebogen, um mittels Haftreibung die Tonrolle 16 auf einem Bogen
von etwa 180° zu umschlingen. Sodann verläuft es waagerecht weiter, um eine weitere
Tonrolle 17 in ähnlicher Weise zu umschlingen und dabei mit einem oder mehreren
Magnetköpfen, wie z. B. 18, 19, in Berührung zu kommen, die längs dieses Bandstückes
angeordnet sind. Nach Verlassen der Tonrolle 17 biegt die Schleife in rechtem Winkel
über die Filterrolle 20 um und setzt ihren
Lauf nach oben zur festen
Umlenkrolle 21 fort und wird von der Zahntrommel 12 an der dem einlaufenden Bandstück
gegenüberliegenden Seite ergriffen. Ein antreibendes, der Spule 24 erteiltes Drehmoment
spannt die die Zahntrommel verlassende Schleife, die unter dem Kipphebeldurchlaß
23 hindurchläuft, um auf die Spule 24 gewickelt zu werden.
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Wenn das Getriebe in dem durch die Pfeile angezeigten Drehsinn arbeitet,
bewegt sich die Schleife an den Köpfen 18, 19 von links nach rechts und verursacht
eine Drehung der Tonrolle 16 und auch ihrer Welle 25 mit der darauf befestigten
Schwungmasse 26 in einem, von der Schwungmasse aus .gesehen, gegen den Uhrzeiger
laufenden Drehsinn. In ähnlicher Weise werden die Tonrolle 17, ihre Welle 27 und
Schwungmasse 28 mit ungefähr derselben Drehgeschwindigkeit mitgenommen. Die Antriebsquelle
ist der stetig umlaufende Motor 29, der von irgendwelcher herkömmlicher Art, wie
z. B. ein Uhrwerk, Elektro-, Wasser-oder Preßluftmotor, sein und in der Drehrichtung
umgesteuert werden kann. Der Triebling 30 auf dem Motorwellenstumpf kämmt mit dem
Zahnrad 31 und treibt es im Untersetzungsverhältnis an, um die Welle 32 und das
darauf befestigte Zahnrad 33 mit .geringerer Winkelgeschwindigkeit zu drehen. Ein
Vierkantende 34 auf letzterer Welle dient als Kupplung zum Antrieb von Zusatzausrüstungen,
wie z: B. einer Kamera, einem Projektor, einer Kopiermaschine oder anderen Behandlungsgeräten
für Filmstreifen. Die Welle 36, auf der die Zahntrommel 12 sitzt, wird von dem Zahnrad
33 über das Untersetzungsrad 35 angetrieben. Auf der gleichen Welle 36 ist ein reibungsgetriebenes
Schlupfrad 37 angebaut und greift in das Zahnrad 38 eines Rädersatzes ein, über
den je nach dem Drehsinn der Welle 36 die eine oder die andere der Spulen 11 und
24 angetrieben wird.
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In der Zeichnung sieht man, daß der Drehsinn des Zahnrades 38 die
Schwenkrichtung der Schwenkrolle 39 um einen in der Achse 64 liegenden Drehpunkt
bestimmt. Die Achse steckt in den oberen Enden der Laschen 62, 63, deren untere
Enden das Drehlager der Schwenkrolle bilden. Die Schwenkrolle bleibt im Eingriff
mit dem Zahnrad 40, solange der Drehsinn den eingezeichneten Pfeilen entspricht.
Infolgedessen erhält das Zahnrad 42 seinen Antrieb über das lose Zwischenrad 41
und dreht die Welle 43 im Uhrzeigersinn, so daß dementsprechend das durchhängende,
von der Führungsrolle 23 kommende Band aufgespult wird. Die Anordnung ist so getroffen,
daß die Spule 24 mit Voreilung bezüglich des durch die Zahntrommel zwangläufig in
die Schleife hinein und aus ihr heraus gelieferten Bandes läuft und daß das Schlupfrad
37 von der Welle 36 durch die gerade erforderliche Reibung mitgenommen wird. Eine
Umkehr in der Antriebsrichtung des Motors 29 hat Uhrzeigerdrehsinn der Schwenkrolle
39 zur Folge, wodurch sofortiger Ausgriff aus dem Rade 40 und Eingriff in das Zwischenrad
44 stattfindet. Obwohl ein großer Abstand zwischen dem Schwenkrad und einem in Ausgrifft
liegenden Zwischenrad zum Zweck der Übersichtlichkeit gezeichnet ist, wird in Wirklichkeit
das freie Spiel des Rades 39 gerade so eingestellt, daß es weder das linke Rad 44
noch das rechte Rad 40 ergreift, sondern so, daß ihre Zahnköpfe die Zähne des Rades
39 gerade berühren, wenn es genau in der Mitte zwischen ihnen liegt. In der Praxis
ist das Schwenkrad stets im Eingriff mit dem einen oder dem anderen der Radsätze
46, 45, 44 oder 42, 41, 40. Beim Rücklauf wird die Welle 47 gegen den Uhrzeigersinn
gedreht, so daß die Spule 11 das rückkehrende Band aufwickelt. Das mechanische Filter,
dessen Filterrollen 15 und 20 bereits mit ihrem Eingriff in die Bandschleife geschildert
waren, besteht aus den Armstücken 48, 49, auf deren Enden diese Filterrollen so
lagern, daß sie in die Ebene der Filmschleife hineinreichen. Die Kurbelarme schwenken
urn Drehpunkte in den Achsen 52 bzw. 53, die in dem nicht gezeigten Rahmen lagern
und durch die oberen Enden der Kurbelarme hindurchgehen. Zwei Zugfedern 54, 55 liegen
in einer Linie, um die Armstücke 48, 49 nach außen gegen den Zug einer Feder 56
zu ziehen. Die letztere ist vorzugsweise näher an der Verbindungslinie der Drehachsen
52 und 53 befestigt als die Federn 54, 55 und hat eine entsprechend höhere Federkonstante
als das genannte Paar. Im Stillstand ohne eingelegte Bandschleife nehmen die Kurbelarme
50, 51 eine Ruhelage dicht beieinander ein, wie sie durch die Einstellung dtr Federzüge
bestimmt ist. Wenn die Schleife eingelegt wird, stehen ihre Teile unter leichtem
Zug dank der Abweichung der Wellen 48, 49 aus der Ruhelage nach außen. Die so unter
Zug versetzte Schleife besteht aus den Stücken, die sich zwischen den gegenüberliegenden
Seiten der Zahntrommel 12 und dem Eingriff der Filterrollen 15, 20 erstrecken, von
diesen über die Tonrollen 16, 17 laufen, und dem Stück, das zwischen den Tonrollen
in übertragfähiger Berührung an den Köpfen 18, 19 anliegt.
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Ein Körper 65 mit der Nachgiebigkeitscharakteristik einer Flüssigkeit
in fester Form und mit v ernachlässigbarer Federkraft ist mit einem oder beiden
Armen 50, 51 gekuppelt und dämpft Drehpendelungen der Filterrollen um die normale
Betriebslage herum. Jede Neigung des Systems, die Bandgeschwindigkeit zu beschleunigen,
ruft .ein Ausschwingen der Rollenarme und infolgedessen eine Dämpfungswirkung hervor,
wie im folgenden genauer beschrieben wird.
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Hier soll jetzt ein Aufführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
beschrieben werden, das einen tragbaren, in sich geschlossenen Zusammenbau darstellt,
in Fig. 11 mit der Sammelnummer 141 bezeichnet und geeignet ist, zu einem Gesamtkörper
mit einer Kinokamera 155 für Tonaufnahmen vereinigt zu werden. Eine solche Kameraausstattung
an sich ist nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung und kann irgendeine geeignete
Gestalt annehmen. Ein Satz von Augen 156 an der Toneinheit sichert diese in abnehmbarer
Lage an der Seite der Kamera, und die Welle 34 kuppelt mechanisch das Filmantriebswerk
mit dem Bandantriebswerk. Eine leichte Probefilmkassette 159 sitzt auf der Kamera,
und eine leichte Abschirmung 160 schützt den Objektivsatz. Die ganze Ausrüstung
kann in den normierten Armaturen auf dem Kopf eines Dreibeines 157 aufgebaut werden,
und die Kamera kann mit dem Verfolgungshebel 158 in die Zielrichtung gelenkt
werden. Wie unmittelbar aus den Fig. 2 und 10 zu sehen ist, sitzt eine Bandspulenkassette
an der oberen Fläche eines Gehäuses 66 und ragt durch eine Öffnung des Außenrahmens
67. Um magnetische Feldstörungen zu vermeiden, sind Rahmen und Gehäuse vorzugsweise
aus nichtmagnetischem Material, z. B. Magnesiumlegierung oder Messing oder Aluminium.
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Eine Sondertype der erfindungsmäßigen Tonaufnahmeeinheit für Außenarbeit
enthält demnach eine abnehmbare Spulenkassette mit einem Paar Spulen 11, 24, einen
Anschraubbolzen 82, einen Außenrahmen 67, eine Tür 69 in Scharnieren und stoßfreie
Aufhängung 68 zwischen dem Gehäuse und dem Rahmen. Im Bodenteil können Verstärker
und Batterien (nicht gezeigt) mitgeführt werden, und eine Schalttafel kann mit dein
Verstärkungsregler
75 und mit den Schaltern 73, 74 für Heiz- und Anodenspannungen und den Steckdosen
71 bzw. 72 für elektrisches Kabel und Mikrophonanschluß versehen sein. Vorzugsweise
enthält die Tür 69 eine verglaste Fläche, um den Einblick in den Schleifenverlauf
des Bandes zu gestattet, ohne das Werk den Wettereinflüssen auszusetzen. Da die
Berührung irgendwelcher permeablen Stoffe wie Eisen, Nickel oder Stahl mit dem Band
oder in seiner Nähe die Aufzeichnung stören kann, ist der Aufbau so getroffen, daß
diese Materialien soweit wie möglich vermieden sind. Wo beispielsweise ein elektrisch
gespeistes Antriebssystem benutzt wird, ist der Motor 29 möglichst entfernt von
den Magnetköpfen 18 und 19 angebracht.
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Der Einzelaufbau der Einheit kann durch Betrachtung der zusätzlichen
Fig. 4 und 5 besser verstanden wenden, wo man sieht, daß eine Vorderplatte 66 und
eine Rückplatte 107 parallel zueinander einschließende Wände für ein kastenförmiges
Gehäuse oder Gestell zur Aufnahme der Einzelteile bilden. Eine Deckplatte 131 ist
rechtwinklig zu den Platten 66 und 107 angeordnet und dient zur Halterung des Kassettenrahmens
163 für die Spulen. Der feste Zusammenbau der Platten in einem vorbestimmten Abstand
ist durch Bolzen 70 mit Schultern gewährleistet, an denen die Innenflächen .der
Parallelplatten anliegen. Die Schwungmassenwellen 25 und 27 ruhen in nicht gezeigten
Lagern in den Platten, und ein Fortsatz jeder Achse ragt durch die Platte 66 in
den Vorderraum und trägt geflanschte Tonrollen 16 und 17. Die Art des Zusammenbaues
einer solchen Welle mit dem Lager kann an der Fig. 4 erkannt werden, die sich auf
den Einbau der Zahntrommelwelle 36 bezieht.
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Eine Zahntrommel 12 ist auf der Welle 36 außerhalb des Gehäuses befestigt
und besteht aus einem Paar geflanschter Scheiben 109, 110, die im übrigen abgesetzte
Durchmesser haben. Dadurch entsteht im Zusammenbau eine zylindrische Trommel mit
ebenen Flanschwänden, die die lichte Weite einer Nut bestimmen und in ihr das Band
10 freiliegend aufnehmen. Eine dünne Zahnscheibe 108 wird gleichachsig mit den Scheiben
109 und 110 zusammengehalten und trägt eine Anzahl von gleich weit abstehenden Evolventenzähnen,
deren Teilkreis im Radius gleich dem Grundradius der Nut ist. Für 0,05 mm dickes
und 6,25 mm breites Band erheben sich die Zähne etwa 1.5 mm über die Zylinderfläche,
aber ragen nicht über die Außendurchmesser der genannten Flansche hinaus. Wie gezeigt,
liegt die Perforation dichter an einer Kante des Bandes als an seiner Mittellinie,
und die Zahnscheibe 108 liegt in der entsprechenden Ebene. Zum satten Aufliegen
des Bandes in der Nut ist ihr Rand in der Nähe der Kanten leicht abgesetzt, so daß
die Kanten des Bandes auf einer Breite von etwa 0,4 mm an den Rändern freiliegen.
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Um magnetische Störungen des Bandes in der vorgesehenen Nutzfläche
zu vermeiden, ist die Scheibe 108 vorzugsweise aus rostfreiem Stahl in gehärteter
Form und unmagnetischer Charakteristik ausgeführt.
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Eine Anzahl Schrauben 111 halten -den Trommelaufbau zusammen. Das
Ganze ist auf der Welle 36 entweder aufgekeilt oder im Preßsitz befestigt. Ein Handknopf
62' ist auf der Vorderseite der Zahntrommel befestigt, um die Schleife von Hand
einstellen zu können. Der Knopf ist ebenfalls auf der Welle 36 befestigt.
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Die Hauptlager 113, 114 in der Rück- bzw. Vorderplatte sind Hochqualitäts-Kugellager,
vorzugsweise in gekapselter Ausführung. Die Kapselung ist wegen der Ubersichtlichkeit
in der Zeichnung fortgelassen. Sprengringe 116 verhindern Axialbewegungen .der Welle
mit Bezug auf den Rahmen. Die Schraube 112 drückt auf den Knopf 62' und damit über
die Trommel axial gegen die Abstandshülse 124, :die ihrerseits an einem in einer
Wellennut ruhenden Sprengring anliegt. Wie man sieht, wird eine Welle mit gleichbleibendem
Durchmesser verwendet, so daß nur die Nuten für die Sprengringe eingedreht zu werden
brauchen. Eine Abschlußscheibe für den Zusammenbau ist in der Rückplatte eingeschraubt,
um gegen .den Außenring anzustoßen und das axiale Spiel genau zu begrenzen.
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Bei Betrachtung der Fig. 2 und 3 erkennt man, daß eine Umlenkrolle
76 zusätzlich zu den Umlenkrollen 14 und 21 für den Richtungswechsel der Bandstücke
um 90° benutzt wird. Alle drei Umlenkrollen lagern frei drehbar auf Kugellagern,
die an den festen Zapfen 76', 14' und 21' sitzen. Die Beschreibung der Umlenkrolle
76 an dem Schnitt in Fig. 4 ist in gleicher Weise für die übrigen zwei gleichkonstruierten
Umlenkrollen zu verstehen. Die Umlenkrolle 76 ist angebohrt, um den Außenring des
Kugellagers 127 aufzunehmen, der gegen die eine Schulter einer mit geringerem Durchmesser
ausgedrehten Bohrung drückt. An der anderen Schulter dieser Bohrung liegt der Außenring
des Kugellagers 126 an, während der Innenring 126' gegen den am Zapfen 76' gebildeten
Bund 128 drückt. Der Zapfen 76' läuft dann in ein Gewinde aus, welches die Haltemutter
129 aufnimmt. Auf der anderen Seite des Bundes paßt der im Durchmesser abgesetzte
Zapfen in die Innenringe der genannten Kugellager. Mit .diesem Durchmesser reicht
er bis knapp über das Ende des Kugellagers 127. Eine Scheibe 125 drückt gegen das
Zapfenende mittels einer Halteschraube, die in ein axiales Gewindeloch eingesetzt
ist.
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Die Zapfen 48 und 49, auf deren äußeren Enden die Filterrollen 15
und 20 lagern, sitzen nicht fest, sondern, wie in den Fig. 3 und 5 zu sehen ist,
auf den Enden der Kurbeln 50 und 51, deren andere Enden um die Zapfen 52 bzw. 53
schwenken können. Die letzteren sind in Lagern an die Platte angelenkt. Die Kurbeln
50 und 51 bestehen aus Leistenpaaren, die auf ihren Schwenkzapfen durch geeignete
Halteschrauben zusammengeklemmt sind. Die Zapfen 48 und 49 reichen durch die Platte
66 und bewegen sich frei in Schlitzen 80 und 81. Wenn unter normalen Bedingungen
die Bandschleife von den Filterrollen gehalten wird, liegen .die Kurbeln parallel,
und ihre Zapfen ragen durch die Schlitze etwa in deren Mitten. Eine Schraubenfeder
56 ist unter Zug mit ihren Enden an die beiden Kurbeln etwa in ihrer Mitte angehängt.
Die anderen Federn 54, 55 sind mit ihren Enden einerseits am Rahmen und andererseits
an den Kurbelenden 50 und 51 befestigt. Diese Federn sind etwas länger und haben
eine beträchtlich kleinere Federkonstante als die Feder 56. Eine Spannvorrichtung
für die Feder 55 besteht aus einem Joch 97, das auf der Innenfläche der Platte 66
befestigt ist und in einem senkrechten Führungsschlitz den Klotz 96 so umfaßt, daß
er im Schlitz hin und her geführt werden kann. Eine Schraube 98 klemmt .das Ende
der Feder 55 an den Klotz 96, und die Einstellschraube 99 regelt den Federzug durch
Verschiebung .des Klotzes in der Führung. In ähnlicher Weise verschiebt die Einstellschraube
103 den Klotz 100 in der unteren Führung 101, um die Schraube 102 in entsprechender
Weise zu verschieben, auf der das Erde der Feder 54 festgemacht ist. Die anderen
Enden der Federn sind durch geeignete Maschinenschrauben
an den
Enden der Kurbeln 51 bzw. 50 befestigt.
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Der Antrieb für die Bandschleife erfolgt durch einen Motor 29 (Fig.
2 und 3) mit konstanter Drehzahlcharakteristik. Dies kann vorzugsweise ein Wechselstrom-Synchronmotor
oder ein Gleichstrommotor in Verbindung mit einem Drehzahlregler sein. Wie vorher
angedeutet, beschränkt sich die Erfindung nicht auf elektrische Antriebsmittel.
Sie kann vielmehr für kleinste und tragbare Einheiten mit anderen Motortypen, beispielsweise
mit fliehkraftgeregelten Federwerken, durchgeführt werden. Die Aufhängung für den
Motor enthält zwei Fächer 84, die an der Vorder- und Rückplatte befestigt und mit
Stoßdämpfern 83 versehen sind, die ihrerseits den Motor tragen.
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Die Welle 32 in der Übertragung ist mit einer durch das Übersetzungsverhältnis
des Rades 31 zum Rade 30 bestimmten, verringertenGeschwindigkeit angetrieben. Im
vorliegenden Beispiel beträgt die Untersetzung 10:1. Wo der Motor 29 mit 1800 Umdrehungen
je Minute läuft, dreht sich die Welle 32 mit 180 Umdrehungen je Minute. Diese Welle
eignet sich zur Ankopplung an eine Antriebswelle in einer Kamera, einem Projektor
oder einer Kopiermaschine, die finit der Toneinheit verbunden sind. Beispielsweise
kann eine solche Antriebswelle den Teil einer übersetzung zusammen mit einer Blendenwelle
bilden, die finit 1440 Umdrehungen je Minute für eine Bildgeschwindigkeit von 25
Bildern je Sekunde läuft. Während im vorliegenden Beispiel die Zwischenwelle für
180 Umdrehungen je Minute entworfen ist, kann eine beliebige andere Drehzahl für
die Ankopplung mit dem Antriebssystem einer zusätzlichen Ausrüstung gewählt werden:
Wo die Zusatzeinheit mit 16 Bildern je Sekunde läuft wie in vielen geräuschlosen
Kameras und in der üblichen 8-mm- und 16-mm-Amateurkamera, bann die Drehzahl der
Welle 32 so gewählt werden, (laß sie in 960 Umdrehungen je Minute teilbar ist. Es
ist auch dafür gesorgt, daß ein getrenntes Anpassungsgerät verwendet werden kann,
das einen Getriebekaten enthält und zwischen die Einheiten geschaltet wird, uin
die Toneinheit an nichtgenormte Antriebsdrelizahlen anzupassen.
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Sämtliche Zahnräder in der Übertragung sind vorzugsweise aus Faserstoff,
mit Ausnahme des Rades 30, (las aus Nylon oder Teflon besteht. Im allgemeinen wird
für eine gute Verwirklichung des Entwurfs eine Teilung von 48 oder .darüber gewählt.
Obwohl geradegeschnittene Zähne dargestellt sind, ist zu bedenken, daß auch Spiral-
oder Pfeilzähne angewandt werden können.
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Die Zahntroinmelwelle 36 wird von dem großen Zahnrad 35 angetrieben,
im vorliegenden Beispiel mit 73 Umdrehungen je Minute. Sie enthält eine Schlupfkupplung
zwischen sich und dem Rad 37, welches das Zwischenrad 38 zum Antrieb der Aufwickelspule
ergreift. In Fig. 4 ist zu sehen, daß ein Fortsatz 118 an dein Rad 35 eine zylindrische
axiale Verlängerung mit Gewinde hat, um einen Überwurf 119 aufzunehmen. Wie außerdem
an Fig. 6 zu sehen ist, ist eine Scheibe 120 durch kurze Stifte 121 und 122 aufgesetzt.
Die Stifte gehen nicht durch die Scheibe hindurch und sind am Überwurf fest. Eine
trockene Filzscheibe 138 wird einstellbar zwischen der Scheibe 120 und einem planflächigen
Fortsatz 137 an dem Rade 37 gedrückt durch die axiale Einstellung des Überwurfes
119. Letzterer ist gespalten und enthält die Klemmschraube 117, die den Überwurf
auf dem Fortsatz 118 festklemmt, wenn der gewünschte Betrag des Filzscheibendruckes
erreicht ist. Sobald das Rad 35 und die Welle 36 angetrieben werden, wird infolge
dieser Anordnung ein Reibungsantrieb auf den Rädersatz 37, 38 übertragen. Ein Sprengring
116 hält den Innenring :des Kugellagers 115 gegen den axialen Kupplungsdruck.
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Ein in die Platte 66 senkrecht eingepreßter Stutzen 130 trägt das
Kugellager 135, dessen Innen- bzw. Außenring durch Distanzscheiben 136' bzw. 136
und diese wiederum auf dem Stutzen 130 durch Ringe 133 bzw. 132 gehalten werden.
Man sieht, daß das Rad 38 über die Deckplatte 131 des Gehäuses hinaussteht und,
wie in Fig. 10 gezeigt ist, mit :der Schwenkrolle 39 des Aufwickelantriebes kämmt.
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Ein Halterahmen 163 in dem Spulenmagazin enthält zwei Rädersätze,
die die Wellen 43 bzw. 47 mit den Spulenhaltescheiben 152, 152' antreiben. Fachleute
erkennen leicht, daß andere geeignete Mittel zum abnehmbaren Befestigen der Spulen
an einer Antriebsachse eingebaut sein können, wenn diese mit einer Bundscheibe versehen
ist, von der sich die Spule axial entfernen läßt. Ein Beispiel dafür ist ein nicht
gezeigter Federkeil in einem Ansatz 154 an der Spule 24. Um den Austausch und das
Aufsetzen der Spulen zu erleichtern, wird vorgezogen, die neuen, im folgenden beschriebenen
Spulenriegel in Verbindung mit Achseinsätzen zum Antrieb der Wellen 43 und 47 zu
verwenden. In der Zeichnung ist die Spule 24 als Aufwickelspule gezeigt, und zwar,
von vorn gesehen, gegen den Uhrzeigersinn angetrieben, ebenso wie das Zwischenrad
38, entsprechend einer Drehung der Zahntrommel 12 im Uhrzei,gersinn. Die Schwenkrolle
39 ist am unteren Ende einer Laschenkurbel gelagert, die die Laschen 62 und 63 enthält
und um die im Rahmen 163 gelagerte Achse 64 schwenkt. Die Wirkung einer Drehung
des Zahnrades 38, das mit dem Zwischenrad der Schwenkrolle 39 bei aufgesetzter Kassette
dauernd kämmt, entgegen dem Uhrzeigersinn besteht darin, daß die Schwenkrolle und
die Laschenkurbel nach links schwenkt, worauf das Zahnrad 40 getrieben und die Zähne
des Schwenkrades 39 aus den Zähnen des Zwischenrades 44 des anderen Rädersatzes
herausgezogen werden. Die Zahnräder 40, 41, 42 und :die Zahnräder 44, 45, 46 sind
als Faserstoffräder ausgeführt und lagern auf Achsen, die in dauergeschmierten Gleitlagern
im Rahmen 163 ruhen. Es ist nicht notwendig, hierfür Kugellager zu verwenden, obwohl
die Achsen 47 und 43 vorteilhaft so ausgerüstet werden. Wenn die Zahntrommel plötzlich
die Drehrichtung wechselt, wirkt die Reibung auf den Rädersatz, der von der Schwenkrolle
39 losgelassen ist, und hindert das Trägheitsmoment der vollen Spule am Herausschleudern
des Bandes. Wie im folgenden nach genauer auseinandergesetzt wird, sind die Wellen
43 und 47 mit je einer einstellbaren Schleifkupplung ausgerüstet, um das unzulässige
Freilaufen infolge der Trägheit großer Spulen zu verhindern.
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Das Einbringen des Bandes in die Nut der Zahntrommel wurde als besonders
wichtig für die Anordnung der Führungsrollen 13 und 23 in ihrer Fähigkeit als Leitvorrichtung
für ein in die Nut einlaufendes Band bei Vor- oder Rücklauf erkannt. Gemäß Fig.
7, 8 und 9 werden diese Andruckrollen in Formstücken 77 und 78 getragen, die in
der Draufsicht in Fig. 2 gezeigt sind. Von ihnen soll nur das Formstück 78 für die
Rolle 23 beschrieben werden, da der Aufbau der anderen ähnlich ist. Eine Welle 91
lagert in einem zylindrischen Stöpsel 92. Dieser sitzt in einem Ausschnitt der Vorderplatte
66 und ist darin durch die Madenschraube 144 festgeklemmt. Das Formstück 78 ist
durch eine nicht gezeigte :Madenschraube auf dem Außenende der Welle passend befestigt,
und ein Knopf
14.'-2 sitzt auf dem Formstück zum Zweck der Handbedienung.
Eine polierte Stahlachse 143 parallel zur Welle 91 ragt aus dem unteren Ende des
Formstücks heraus und trägt eine Rolle 23, die für leichten Laufsitz auf der Achse
gebohrt ist. Eine Nut 150 ist am Umfang in die Rolle eingeschnitten, um die Zähne
der Scheibe 108 frei hindurchzulassen, wenn die Rolle in die Führungslage eingeschwenkt
ist. In dieser Lage sind das Formstück 78 und die Zahnscheibe 108 in Fig. 8 zu sehen.
Die Breite der Rolle 23 ist et-,vas kleiner als die lichte Weite der Nut in der
Zahntrommel 12, um freien Eintritt der Rolle zwischen die Flanken der Nut zu ermöglichen.
Das innere Ende des Stöpsels 92 enthält einen abgestuften Fortsatz 148, dessen Stufen
durch zwei Zylinderflächen von verschiedenem Radius und durch die in einem vorbestimmten
Winkel radial angeordneten Planflächen 146, 147 begrenzt werden. Am innerenEnde
der Welle 91 und damit v erstiftet durch die Madenschraube 95 sitzt ein Kipparm
90. Er ist quergefräst, um einen Kanal zu bilden, dessen eine Wand 151 in der Lochachse
des Armes liegt, durch die die Welle 91 hindurchgeht. Die Wand 151 begrenzt die
Lage der Rolle 23 mit Bezug auf die Nut der Zahntrommel 12, indem sie eine erste
Grenzlage bildet, wenn die Fläche 146 an der Wand anliegt, und eine zweite Grenzlage,
wenn die Fläche 147 dagegenstößt. Die Druckfeder 93 sitzt mit einem Ende im Stöpsel
92 und ist mit dem anderen Ende an einem Zeh 149 unmittelbar am Kipparm 90 befestigt.
In der Ansicht der Fig. 9 drückt die Wand 151 gegen die Rastfläche 147 am Körper
92, um den Abstand zwischen der Rolle 23 und der Nutenfläche in der Zahntrommel
12 zu wahren, wenn die Rolle in der Führungslage steht. Das Formstück 78 kann gegen
den Uhrzeigersinn geschwenkt werden, worauf die Wirkung der Feder dahin geht, daß
der Arm 90 in die Abheberichtung schwenkt, die Rolle 23 von der Trommel freikommt
und das Formstück mit der Fläche 146 gegen die Wand im Arm 90 drückt. Ähnliche Vorkehrungen
sind beim Formstück 77 und für die Einstellung seiner Rolle 13 getroffen.
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Im Betrieb werden die Einstellungen der Formstücke 77 und 78 so justiert,
daß ein Abstand von etwa zwei Bandstärken zwischen der Trommelnut und dem gegenüberstehenden
Teil der Rolle bleibt. In der Praxis kann das auch bis zu vier Dicken oder 0,2 mm
ansteigen, aber der Abstand muß mindestens größer als die Banddicke sein, oder das
Band läuft, wenn es zwischen Andruckrolle und Trommel gequetscht wird, nicht in
die Nut ein.
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Die Formstücke 77 und 78 sind beide mit hinterschliffenen Teilen,
wie durch die Fläche 145 in Fig. 8 angedeutet, auf der Seite des Bandes versehen,
um es vor Berührung zwischen der Rolle und der Trommel zu bewahren. Eine Führung
79 dicht oberhalb an der Zahntrommel 12 dient dem Schutz einer etwa lose fallenden
Bandschleife vor den Zähnen. In einer praktischen Ausführung wurde festgestellt,
daß beim sauberen Abstreifen des Bandes von den Zähnen, wenn überhaupt, so doch
kaum Berührung zwischen einem Zahn und einem Perforationsloch mehr stattfindet,
wenn einmal das Band sich vom Grund der Trommelnut abgehoben hat.
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Als geeigneter Werkstoff für die Rollen 13 und 23 hat sich Polytetrafluoroäthylen
herausgestellt, wie es unter dem Namen »Teflon« gehandelt wird. Es hat die Eigenschaft,
sauber zu bleiben und eine hinreichende Selbstschmierung auf poliertem Stahl zu
ergeben, besonders bei dem sehr leichten Lagerdruck, dem es in der Bandführung ausgesetzt
ist. Die Wirkungsweise des Antriebssystems soll nun für das als Beispiel dargestellte
Muster beschrieben werden. Angenommen sei, d.aß eine Kamera aufnahmebereit und in
mechanischer Kupplung mit der Toneinheit steht. Dann werden nicht gezeigte Filmmeterzähler,
wie man sie üblicherweise an jeder Kamera hat, und die Meteranzeige 60 der Toneinheit
normalerweise abgelesen, die Ablesungen aufgeschrieben oder beide Zähler auf Null
gestellt. Der mit dem Zähler 85 verbundene Knopf 61 dient dem Wechsel des angezeigten
Wertes durch wohlbekannte Kupplungsmittel. An diesem Punkt muß beachtet werden,
daß ein positiver Antrieb von der Welle 32 durch die unmittelbar darauf geschnittene
Verzahnung 59 (Fig. 4) auf das Rad 58 stattfindet, wodurch der Zähler proportional
mit dem Bandvorschub durch die Schleife angetrieben wird. Wenn nun gewünscht wird,
eine Aufnahme zu machen, und in den Stromkreisen z. B. der Verstärker, der Heizfadenstrom
und die Anodenspannungen eingeschaltet sind, wird ein nicht gezeigterMotoranlasser
zum Hochlaufen des Antriebes betätigt. Für den Zweck der Beschreibung sei angenommen,
daß der Motor 29 in treibender Verbindung sowohl mit der Kamera als auch mit der
Toneinheit steht. Sodann wird der Filmstreifen laufen, und die Zahntrommel 12 wird
durch ihren Umlauf die Bandschleife in Bewegung setzen. Im Augenblick des Einschaltens
wird das Bandstück (das zwischen der Tonrolle 16 und der linkslaufend gedachten
Zahntrommel 12) infolge der Trägheitsmomente aller drehenden Teile und besonders
der Schwungmassen 26, 28 über den Normalzug beansprucht. Infolgedessen wird die
Filterrolle 15 in ihrem Schlitz 80 heruntergezogen, um den Zug etwas zu senken,
während das übertragene Drehmoment die Rollen 16 und 17 auf Betriebsdrehzahl bringt.
Der weitere Nachschub des Bandes von der Zackentrommel in den Teil der Schleife
zwischen Rolle 21 und 20 veranlaßt diese Seite der Schleife einen Augenblick durchzuhängen
und damit die Rolle 20 für eine mit der Rolle 15 im Einklang stehende Abwärtsbewegung
freizugeben. Das Ausweichen der Filterrollen ist vorübergehender Natur, weil die
die Rollen vorspannenden Federn, nachdem sie einen gewissen Energiebetrag gespeichert
haben, bestrebt sind, in die Lage zurückzukehren, in der die Schwungmassen ihre
normale Geschwindigkeit erreicht haben. Infolgedessen werden die Rollen in ihre
Normallagen zurückkehren und darüber hinaus pendeln, wenn die Schwungmassen eine
Weile über Betriebsgeschwindigkeit laufen. Um ein Aufschaukeln der Filterschwingungen
und eine sinusförmige Schwankung in der Drehgeschwindigkeit der Schwungmassen zu
verhindern, ist ein Körper 65 aus Kunststoff mit Flüssigkeitscharakteristik, wie
z. B. Polyvinylbutyral, mit der Kurbel auf der Aufwickelseite der Schleife verbunden.
In -den Fig. 3 und 5 sieht man, daß ein Streifen dieses Stoffes mit rechteckigem
Querschnitt mit seinem unteren Ende über eine Platte und Schrauben 153 mit dem am
Rahmen befestigten Klotz 104 verbunden ist, während das obere Ende durch Zusammenwirken
von zwei Scheiben 105, die innen für den Streifen ausgespart sind, festgeklemmt
ist. Da die Welle 52 sich in Übereinstimmung mit der Winkellage der Rolle 15 dreht,
wird der Körper 65 einer Streckung längs einer Kante und einer Pressung längs .der
anderen unterworfen, denen er sich mit seiner Schubfestigkeit widersetzt. Der Stoff
ist so beschaffen, daß er zwar keine Rückstellkraft hat, je-
doch Zeit zum
Nachfließen benötigt und so .den auf ihn ausgeübten Spannungen nur hinhaltend nachgibt.
So kann man verstehen, daß dieser Stoff ein plötzliches
Auftreffen
von Kräften abdämpft, die ihn deformieren wollen, besonders von hin- und hergehenden
Kräften. Im vorliegenden Fall geht seine Wirkung bei Winkelschwankungen der Filterrollen
um eine normale Ruhelage dahin, die Schwingungen schnell zu dämpfen, wodurch das
Gerät innerhalb einer Schwingungsperiode, d. h. etwa innerhalb einer Sekunde, zur
Ruhe kommt.