-
Zeitschaltanordnung für Lichtbildgeräte Die Erfindung betrifft eine
Zeitschaltanordnung für die Verschlußsteuerung von Lichtbildgeräten, welche die
erforderlichen Verzögerungszeitspannen auf elektrischem Wege, nämlich mittels eines
aus Kapazität und Widerstand bestehenden Verzögerungskreises, bemißt.
-
Eine bekannte derartige Zeitschaltanordnung benutzt den Ladevorgang
eines Kondensators zur Bemessung der Zeitspanne zwischen dem CSffnungs- und dem
Schließbeginn eines photographischen Verschlusses, wobei der Schließimpuls durch
die Entladung des Kondensators über eine- Elektronenröhre erfolgt, sobald deren
Zündspannung erreicht ist. Es ist auch vorgeschlagen worden, zur Erzeugung eines
stoßartigen Impulses am Ende der Verzögerungszeitspanne eine mit Dioden oder mit
rückgekoppelten Transistoren arbeitende und einenHaltemagneten beeinflussende halbstabile
Kippstufe zu verwenden.
-
Die durch die genannten Anordnungen erzielten Verzögerungszeitspannen
sind jedoch von der jeweiligenBetriebsspannung der Stromquelle abhängig. Zwar sind
weitgehend spannungsunabhängige Zeitschaltanordnungen in der Fernmeldetechnik bekannt,
doch sind sie wegen ihrer der andersgearteten Anforderungen wegen minimal bemessenen
mechanischen Leistungsfähigkeit für die Zwecke des Lichtbildgerätebaues nicht ohne
weiteres verwendbar und zudem zu aufwendig.
-
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Anwendung und in Modifikation
der aus der Fernmeldetechnik bekannten Schaltungen eine Zeitschaltanordnung für
Lichtbildgeräte zu bauen, welche eine weitgehende Unabhängigkeit der Schaltintervalle
von der Betriebsspannung der Stromquelle gewährleistet. Diese Aufgabe ist gelöst
durch ein zusätzlich mit zwei gleichzeitig stromdurchflossenen Wicklungen versehenes
sowie mit einem entgegen der magnetischen Haltekraft federbelasteten Anker zusammenarbeitendes,
den Verschluß steuerndes Dauermagnetsystem, durch dessen erste, an einem Potentiometerabgriff
liegende Wicklung ein konstanter Magnetfluß und durch dessen zweite Wicklung ein
von der Ladung des Kondensators abhängiger, dem erstgenannten entgegengerichteter
Magnetfluß erzeugt wird, so daß der auf den Anker wirkende resultierendeMagnetfluß
zeitabhängig ist.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Nachfolgend
ist ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigt Fig. 1 die Zeitschaltanordnung
(schematisch), Fig. 2 das Magnetsystem der Anordnung (schematisch), Fig. 3 eine
schaltungstechnische Variante zu Fig. 1, Fig. 4 einen mit der Zeitschaltanordnung-
versehenen photographischen Verschluß in Frontansicht (Frontplatte und Objektivrohr
entfernt), Fig. 5 einen Teilschnitt durch den Verschluß nach Linie A-A in Fig. 4.
-
In Fig. 1 sind über den Trennschalter 4 und den Umschalter 6 der Verzögerungskreis
und der Kompensationskreis an die Stromquelle 2 geschaltet. Der Verzögerungskreis
besteht aus dem Kondensator 8 und dem regelbaren Widerstand 10. Parallel zum Kondensator
liegen die Wicklung 12 und der Entladewiderstand 14, über den der Kondensator mittels
des Umschalters 6 kurzgeschlossen werden kann.
-
Die Spannung des aus der Wicklung 16 und dem regelbaren Widerstand
18 bestehenden Kompensationskreises ist über den Abgriff am Potentiometer 20 veränderbar.
Die Wicklungen 12 und 16 sind entsprechend dem Schema nach Fig.2 gegenläufig auf
die Polschuhe 22 des Dauermagneten 24 aufgebracht, so daß bei Stromfluß in der Wicklung
12 ein dem Dauermagnetfeld entgegengerichtetes Magnetfeld und bei Stromfluß der
Wicklung 16 ein dem Dauermagnetfeld gleichgerichtetes Magnetfeld erzeugt wird. Der
mit derri beschriebenenMagnetsystem zusammenarbeitende Anker 26 ist durch die Feder
28 belastet, deren Kraft der Haltekraft des Magnetsystems entgegenwirkt, und durch
sie im Ruhezustand der Anordnung von den Polschuhen 22 abgezogen.
-
Die Anordnung arbeitet wie folgt: Zur Vorbereitung der Anordnung für
einen Schaltvorgang wird der Anker 26 durch unten am Ausführungsbeispiel nach Fig.4
beschriebene-mechanische Mittel an die Polschuhe 22 gelegt und dort magnetisch festgehalten,
weil die Haltekraft des Dauermagneten die Rückstellkraft der Feder 28 übersteigt.
Zweckmäßig durch mechanische Kupplung mit dem Anker wird :der Umschalter 6 in die
in Fig. 1 dargestellte Lage gebracht, wodurch der Verzögerungskreis 8, 10 und die
Wicklung 12 sowie der Kompensationskreis 16, 18, 20 an
den einen
Kontakt des Trennschalters 4 gelegt sind. Der Kondensator 8 hatte sich in der vorherigen
Lage des Umschalters über den Entladewiderstand 14 entladen und ist leer.
-
Bei Betätigen des Schalters 4 wird die Wicklung 16 erregt, und der
erzeugte Magnetfluß addiert sich zu dem auf den Anker 26 wirkenden Dauermagnetfluß.
Die Größe des zusätzlichen Magnetflusses ist durch die Einstellung am Potentiometer
20 und die eingestellte Größe des Widerstandes 18 gegeben. Gleichzeitig beginnt
der Kondensator 8 sich aufzuladen, wobei die Ladedauer durch die eingestellte Größe
des Widerstandes 10 bestimmt ist. Der ebenfalls zur gleichen Zeit einsetzende Stromfluß
in der Wicklung 12 erzeugt einen den beiden obenerwähnten und einander bleichgerichteten
Magnetflüssen entgegengerichteten Magnetfluß. Dieser wächst mit zunehmender Kondensatoriadung,
so daß die den Anker 26 haltende magnetische Kraft im gleichen Maße abnimmt. Nach
einer gewissen, durch vorheriges Einstellen des Potentiometerabgriffs und der einstellbaren
Widerstände 10 und 18 wählbaren Zeitspanne wird die magnetische Haltekraft kleiner
als die Kraft der Feder 28 und der Anker 26 von den Polschuhen 22 abgezogen (vg'..
Fig.2). Um eine möglichst große Steilheit der Magnetflußänderung zu erreichen, wird
die Schaltung so bemessen, daß dieser Abreißpunkt im ersten Teil der exponentiell
verlaufenden Ladekurve des Kondensators liegt. Infolge der Bewegung des Ankers wird
der Stromkreis durch Umlegen des mit dem Anker mechanisch gekuppelten Schalters
6 unterbrochen und der Kondensator 8 zwecks Entladung über den Widerstand 14 kurzgeschlossen.
-
Die Schaltung nach Fig.3 ist eine Variante derjenigen nach Fig. 1.
Ihre Elemente sind die gleichen wie in Fig. 1, jedoch liegt die Wicklung 12 in Reihe
mit dem Widerstand 10 und dem Kondensator B. Die Wicklungen 12 und 16 sind hierbei
derart auf die Polschuhe 22 (Fig. 2) aufzubringen, daß der konstante Magnetfluß,
welcher durch die Erregung der Wicklung 16 entsteht, demjenigen des Dauermagneten
entgegengerichtet und der veränderliche, durch die Erregung der Spule 12 erzeugte
Magnetfluß demjenigen des Dauermagneten gleichgerichtet ist. In ihrer Wirkung entspricht
die Schaltung nach Fig.3 derjenigen nach Fig. 1, so daß hierauf nochmals einzugehen
nicht notwendig ist.
-
Bei beiden Schaltungen ist die Unabhängigkeit der Schaltintervalle
von der Betriebsspannung der Stromquelle 2 vollkommen, wenn der Anker in dem Augenblick
abfällt, in dem der resultierende Magnetfluß gleich Null ist, und wenn die weitere
Bedingung eingehalten ist, daß sich die Widerstände der Wicklungen 12 und 16 zueinander
verhalten wie die zugehörigen Windungszahlen. Die erstgenannte Bedingung läßt sich
wegen der von der Feder 28 verlangten Leistung nicht streng einhalten, jedoch ist
durch geeignete Bemessung der von der Feder zu bewegenden mechanischen Teile (s.
Fig. 4) eine hinreichende Näherung erzielbar.
-
Die Anwendung der an Hand Fig. 1 beschriebenen Zeitschaltanordnung
an einem photographischen Verschluß ist in Fig.4 dargestellt. Hierbei ist die Darstellung
der Deutlichkeit halber im wesentlichen auf den durch die zu verlangende mechanische
Funktion gegebenen Aufbau beschränkt. Die Elemente der elektrischen Schaltung sind
in Fig. -1 nur in dem Umfange g r zeigt, in P
e dein sie zum
Verständnis ihres Zusammenwirkens mit den mechanischen Teilen dargestellt werden
müssen. Vor allem sind die elektrischen Verbindungen weggelassen, .da sie bereits
in Fig. 1 gezeigt sowie oben beschrieben sind.
-
Der Verschluß ist in dem Gehäuse 30 gelagert, welches mittels seines
rückwärtigen Objektivstutzens 32 und einer nicht dargestellten, auf das Außengewinde
dieses Objektivstutzens aufschraubbaren überwurfmutter an einer ebenfalls nicht
.gezeigten Kamera zu befestigen ist. Im Gehäuse ist die Grundplatte 34 zentrisch
gelagert und mittels Schrauben befestigt, wie durch die Mittellinie 36 angedeutet
ist. Das Gehäuse nimmt ferner eine Blendeneinrichtung auf, die aus den Blendenlamellen
38, dem unbeweglichen Lagerring 40 und dem um die optische Achse drehbaren Blendensteuerring
42 besteht. Die Befestigung des Lagerringes im Gehäuse 30 mittels Schrauben ist
durch die Mittellinie 44 angedeutet. Die Blendenlamellen sind auf den Lagerzapfen
46 drehbar angeordnet und mit Steuerstiften 48 versehen, die mit den Steuerschlitzen
50 des Blendensteuerringes 42 zusammenarbeiten. Derartige Blendeneinrichtungen sind
allgemein bekannt. Deshalb und auch, weil die Blendeneinrichtung keine Bedeutung
für die Erfindung hat, ist ihre Darstellung auf das Notwendigste beschränkt.
-
Die Grundplatte 34 bildet die Lagerung für das ihr gegenüber zentrierte
Objektivrohr52, das in nicht gezeigter Weise mit ihr fest verbunden ist. Objektivrohr
52 und Grundplatte 34 zusammen stellen die Lagerung für den Verschluß dar. Dieser
besteht aus den Sektoren 54, dem um die optische Achse drehbaren Sektorenantriebsring
56 und dem im Gegensatz zur üblichen Bauweise ebenfalls um die optische Achse drehbaren
Sektorenlagerring 58. Die beiden Ringe 56 und 58 sind auf Zentrieransätzen des Objektivrohres
52 geführt; ihre axiale Führung wird vom Objektivrohr 52 zusammen mit der Grundplatte
34 bzw. von der Grundplatte und der mit ihr aus Montagegründen gesondert verbundenen
(Verbindung durch Mittellinie 60 angedeutet) Halteplatte 62 besorgt.
-
Die Sektoren 54 sind drehbar auf den im Lagerring 58 festen Zapfen
64 gelagert und besitzen Schlitze 66, in welche die im Antriebsring 56 befestigten
und durch Ausnehmungen 68 der Grundplatte ragenden Antriebsstifte 70 eingreifen.
Der Verschluß ist demnach so ausgebildet, daß die gemeinsame Drehung de: Antriebs-
und des Lagerringes kein Schwenken der Sektoren um die Zapfen 64 bewirkt, während
die Relativbewegung dieserRinge gegeneinander ein Schwenken der Sektoren im einen
oder im anderen Drehsinn um die Zapfen 64 hervorruft.
-
Der Sektorenantriebsring 56 besitzt zu seiner Betätigung den radialen
Arm 72 mit dem Stift 74 und den radialen Arm 76, an welchem die Zugfeder 78 zusammen
mit dem aus Isoliermaterial bestehenden Schaltstift 77 befestigt ist. Die Zugfeder
78 ist mit dem anderen Ende in eine Öse der auf der Grundplatte verschraubten, zu
Justierzwecken verschiebbaren Lasche 80 eingehängt. Die auf der Grundplatte befestigte
Blattfeder 79 dient dazu, die Schwingungsenergie des Sektorenantriebsringes 56 und
der Sektoren 56 zu vernichten, wenn der Arm 76 den in der Grundplatte sitzenden
Ruheanschlag 81 erreicht. Der Stift 74 ist zur Zusammenarbeit mit der Arbeitskante
82 des Nockens 84 vorgesehen, welcher drehfest auf der zur optischen Achse parallelen
und im Gehäuse 30 drehbar gelagerten Spannwelle 86 sitzt. Die Rückstellfeder 88
hält den Nocken 84 im Rubezustand an der Gehäusewand und ist selbst an der Gehäusewand
abgestützt. Die Spannwelle 86 kann in .der üblichen Weise mit dem Filmtransportgetriebe
der nicht dargestellten Kamera gekuppelt sein.
Der Sektorenlagerring
58 ist zwecks Mitnahme durch den Sektorenantriebsring 56 im Uhrzeigergegensinn mit
dem Anschlag 90 versehen, welcher am Mitnehmerstift 70a des Sektorenantriebsringes
anliegt. Am radialen Arm 92 des Sektorenlagerringes 58 greift die Zugfeder 28 (vgl.
Fig. 2) an. Sie ist zusammen mit dem Magnetanker 26 auf dem Stift 94 befestigt,
welcher senkrecht zur Ebene des Sektorenlagerringes in dessen Arm 92 sitzt und durch
die Ausnehmung 96 der Grundplatte ragt. Das andere Ende der Zugfeder 28 ist in eine
Öse der auf der Grundplatte verschraubten, zu Justierzwecken verschiebbaren Lasche
98 eingehängt. Ein weiterer radialer Arm 100 des Sektorenlagerringes 58 trägt den
senkrecht zur Ebene dieses Lagerringes befestigten Schaltstift 102, welcher durch
die Ausnehmung 104 der Grundplatte greift.
-
Es sind weiterhin auf der Grundplatte verschraubt: der Trennschalter
4 mit den senkrecht zur Zeichenebene übereinanderliegenden Kontakten 4a und der
Umschalter 6 mit den in gleicher Weise angeordneten Kontakten 6a. Die Taste eines
jeden Schalters ist eine Blattfeder. Sie wird beim Trennschalter 4 durch den unter
die Schräge 4 b der Blattfeder gleitenden Schaltstift 77 angehoben, so daß der Trennschalter
4 geöffnet, in Ruhelage der Blattfeder jedoch geschlossen ist. Beim Umschalter 6
untergleitet der Schaltstift 102 die Blattfeder und legt deren Kontakt an denjenigen
des Entladewiderstandes 14, während der Kontakt der Blattfeder in deren Ruhelage
am Kontakt der Stromzuführung liegt (vgl. Fig. 1).
-
Schließlich trägt die Grundplatte 34 das Magnetsystem mit den Polschuhen
22, auf welche die Wicklungen 12 und 16 aufgebracht sind, sowie den parallel zur
optischen Achse verschiebbar angeordneten Auslösestift 110. Der Auslösestift stützt
sich, durch eine nicht dargestellte schwache Feder belastet, bei der gezeigten Lage
des Armes 76 gegen diesen ab und legt sich - aus der Grundplatte heraustretend -
hinter dessen rechte Kante 76a, sobald der Arm 76 die Spannstellung erreicht und
an den Begrenzungsstift 112 anschlägt. Das Zurückziehen des Auslösestiftes 110 und
damit die Freigabe des Armes 76 wird durch kameraseitige Mittel bewirkt, die allgemein
bekannt sind und der Darstellung im Zusammenhang mit der Erfindung nicht bedürfen.
-
Der beschriebene photographische Verschluß, der in Fig. 4 in Ruhelage
gezeigt ist, arbeitet wie folgt: Beim Drehen der Spannwelle 86 im Uhrzeigersinn
trifft die Arbeitskante 82 des Nockens 84 auf den Stift 74 und führt diesen im Sinn
des strichpunktierten Pfeiles in seine ebenso bezeichnete Endlage. Dadurch wird
der Sektorenantriebsring 56 im Uhrzeigergegensinn um die optische Achse und gegen
die Kraft der Feder 78 bis zum Anschlag seines Armes 76 an den Begrenzungsstift
112 geführt. Durch den Auslösestift 110 wird der Sektorenantriebsring 56 in der
Spannstellung gehalten; der Nocken 84 nimmt unter dem Einflluß seiner Rückstellfeder
88 wieder seine Ruhelage ein.
-
Die Bewegung des Sektorenringes 56 bewirkt über die Mitnahmeverbindung
70m90 die gleichzeitige und gleichsinnige Bewegung des Sektorenlagerringes 58, so
daß keine Relativbewegung dieser beiden Ringe gegeneinander erfolgt und die Sektoren
54 somit ihre Schließlage beibehalten. Während der Drehung des Sektorenlagerringes
58 wird die Feder 28 gespannt und der Anker 26 an die Polschuhe 22 des Magnetsystems
24 geführt. Am Ende der Spannbewegung beider Sektorenringe 56, 58, wenn der Dauermagnet
den Anker 26 anzieht, löst sich die Mitnahmeverbindung 70a90. Die hieraus resultierende
geringfügige Relativbewegung der Sektorenringe wird jedoch durch ausreichende gegenseitige
Überdeckung der Sektoren 54 ausgeglichen, so daß kein Licht in die Karner, eintreten
kann. Gegen Ende der Spannbewegung öffnet der am Sektorenantriebsring 56 befestigte
Trennschalter 4, und unmittelbar darauf legt der am Sektorenlagerring 58 befestigte
Schaltstift 102 den Umschalter 6 an den Kontakt zur Stromquelle (vgl. oben sowie
Fig. 1).
-
Nach diesen mechanischen Vorgängen befindet sich der Verschluß in
Spannstellung, und die elektrische Zeitschaltanordnung ist für den Schaltvorgang
vorbereitet. Durch Einregeln der Widerstände 10, 18 sowie des Potentiometerabgriffes
20 ist die gewünschte Belichtungsdauer einstellbar, jedoch kann diese Einstellung
auch vor dem Spannen des Verschlusses vorgenommen werden.
-
Nach dem Auslösen des Verschlusses durch Zurückziehen des Auslösestiftes
110 (mittels eines nicht gezeigten kameraseitigen Auslöseknopfes) wird der Sektorenantriebsring
56 durch die in der Feder 78 gespeicherte Kraft in seine Ruhelage zurückgeführt.
Durch die Drehbewegung des Sektorenantriebsringes 56 im Uhrzeigersinn, wobei der
Sektorenlagerring 58 magnetisch in Spannstellung gehalten ist, wird die Drehung
der Sektoren 54 um ihre Lagerzapfen 64 bewirkt, so daß der Verschluß geöffnet wird.
Gleichzeitig damit verläßt der Schaltstift 77 die Schräge 4 b des Trennschalters
4, welcher hierdurch geschlossen wird, so daß die Zeitschaltanordnung in der oben
beschriebenen Weise zu arbeiten beginnt. Die beim Auftreffen des Armes 76 auf den
Ruheanschlag 81 entstehende Rückprallenergie wird durch die Reibung zwischen 31attfeder
79 und Schaltstift 77 vernichtet.
-
Nach der elektromagnetischen, im voreingestellten Zeitabstand bewirkten
Freigabe des Ankers 26 wird der mit ihm verbundene Sektorenlagerring 58 durch die
in der Feder 28 gespeicherte Kraft in seine Ruhe-;age zurückgeführt. Damit erfolgt
die zweite und der Torangegangenen entgegengesetzte Relativbewegung der Ringe 56,
58 gegeneinander, wodurch die Sektoren 54 in Schließlage gedreht werden und die
Ruhelage des Verschlusses wiederhergestellt ist. Der Schaltstift 102 des Sektorenlagerringes
58 untergleitet dabei die Blattfeder des Umschalters 6, wodurch die Verbindung der
Zeitschaltanordnung mit der Stromquelle unterbrochen und der Kondensator 8 kurzgeschlossen
wird. Die Einrichtung hat damit ihre Ruhelage erreicht und leann durch erneutes
Betätigen der Spannwelle 86 für ein weiteres Arbeitsspiel vorbereitet werden.
-
Die beschriebene Zeitschaltanordnung zeichnet sich durch weitgehende
Unabhängigkeit von der Betriebs-@pannung ihrer Stromquelle aus. Sie kommt weiterhin
mit geringem Arbeitsstrom aus, weil das gegenerregende Magnetfeld nur diejenige
Größe haben muß, welche zum Ausgleich der Differenz zwischen magnetischer Haltekraft
und Federkraft erforderlich ist. Aus dieser letzteren Eigenschaft ergibt sich wiederum
der Vorteil einer sehr exakten Bemessung der Belichrungsdauer. Die für die Zeitregelung,
welche in weicen Grenzen vorgenommen werden kann, erforder-;ichen Verstellkräfte
sind äußerst gering und können für die regelbaren Widerstände sogar Null werden,
,renn man an der Stelle dieser Widerstände Photo-4viderstände vorsieht. Diese Eigenschaft
ist insbesondere im Hinblick auf die automatische Regelung der Belichtungsdauer
von Interesse. Schließlich macht die
Verwendung dieser Zeitschaltanordnung
beim Bau photographischer Geräte das bisher schwerwiegende Problem der räumlichen
Unterbringung von Hemmwerken zu einer untergeordneten Frage.