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Vorrichtung zum gleichzeitigen Ab- und Aufwickeln eines endlosen Bandes
(Zusatz zu Patent..., Patentanmeldung P 20 47 043.
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Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung der im Patent...
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(Patentanmeldung P 20 47 045.3) geschützten Erfindung.
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Gegenstand der Hauptpatentanmeldung ist eine Vorrichtung zum gleichzeitigen
Ab- und Aufwickeln eines endlosen Bandes, insbesondere eines in einem Vorftthrgerät
vorzuführenden Filmbandes, bei welcher
der vom Band gebildete Wickel
auf einem Kranz radial angeordneter, rotierender Walzen ruht, die mit einer auf
die Vorführgeschwindigkeit des Bandes abgestimmten Geschwindigkeit angetrieben werden.
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Der Walzenkranz besteht dabei aus zwei Walzengruppen, von denen die
eine Gruppe einen inneren Teil und die andere Gruppe einen äusseren Teil des Bandwickels
trägt, wobei Jeder Walzengruppe eine eigene Antriebsvorrichtung mit einem auf den
Ab- bzw. Aufwickelzug des Bandes ansprechenden Drehzahlregler zugeordnet ist.
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Eine gemäss der Hauptpatentanmeldung ausgebildete Vorrichtung hat
den besonderen Vorzug, dass sich die Umfangsgeschwindigkeiten der äusseren und inneren
Bandwindungen unabhängig voneinander verändern lassen, wodurch es möglich ist, das
durch die Windungsreibung übertragene Drehmoment zu kompensieren. Vergrössert sich
beispielsweise der Aufwickelzug, so setzt die Regeleinrichtung die Drehzahl der
den äusseren Teil des Wickels tragenden Walzen soweit herab, dass sie der durch
die Windungsreibung verursachten Beschleunigung entgegenwirken und die Drehbewegung
der äusseren Bandwindungen solange abbremsen, bis sich der Bandzug wieder normalisiert
hat. Umgekehrt bewirkt ein zu geringer Aufwickelzug eine Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit
der äusseren Bandwindungen, indem die Regeleinrichtung dafür sorgt, dass die betreffenden
Walzen ihre Drehzahl erhöhen. Bei den den inneren Teil des Bandwickels tragenden
Walzen liegen die Verhältnisse umgekehrt, d. h., dass sich die Drehzahl dieser Walzen
bei abnehmendem Abwickelzug verringert, bei steigendem Zug dagegen erhöht.
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Es hat sich Jedoch gezeigt, dass die Verwendung zweier Walzengruppen,
deren Drehzahl unabhängig voneinander regelbar ist, noch nicht ausreicht, um in
allen Fällen einen störungsfreien Vorführbetrieb sicherzustellen. Dies rührt vor
allem davon her, dass sich ein Film infolge der Wärmebelastung durch das Pro-Jektionslicht
abhängig von der Jeweiligen Emulsionsdichte mehr oder weniger stark durchwölbt und
dadurch die Wickeldichte der
einzelnen Windungen in unkontrollierbarer
Weise verändert. Ist beispielsweise der Film, welcher dem Wickel von aussen her
zugeführt wird stärker durchgewölbt als jener, der aus dem Innern des Wickels entnommen
wird, so legen sich die einzelnen Windungen allmählich fester aneinander und pressen
sich letztlich an die den Innendurchmesser des Wickels begrenzenden Führungsrollen.
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Dies verursacht einen übermässig starken Abwickelzug, der sich durch
Drehzahlerhöhung der den inneren Teil des Wickels tragenden Walzengruppe allein
nicht mehr rückgängig machen lässt.
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Im umgekehrten Fall, d. h., wenn der von aussen zugeführte Film weniger
stark durchgewölbt ist als der aus dem Innern des Wickels entnommene Film, legen
sich die einzelnen Windungen nur lose aneinander. Dadurch geht die durch die Führungsrollen
bestimmte Wickelzentrierung verloren. Der Wickel verformt sich elliptisch und läuft
exzentrisch.
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Um diese Erscheinungen bei einer Vorrichtung nach der Hauptpatentanmeldung
auf einfache Weise zu beseitigen, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass die
Vorrichtung eine auf die Grösse des Band zugs und Form des Bandwickels ansprechende
fühlergesteuerte Stelleinrichtung aufweist, welche beim Auftreten abnormaler Wickeldichten
den Neigungswinkel der Walzen mindestens einer Walzengruppe derart verändert, dass
die den inneren Teil des Bandwickels tragende Walzengruppe bei zu grosser Wickeldichte
einen grösseren Anteil, bei zu geringer Wickeldichte dagegen einen kleineren Anteil
am Gesamtwickel übernimmt.
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Die auf diese Weise erzielte Wickeldichte-Korrektur beruht im wesentlichen
darauf, dass bei Vorliegen eines zu dichten Filmwickels von der den inneren, grösseren
Teil des Wickels tragenden und mit Höchstgeschwindigkeit laufenden Walzengruppe
mehr Film nachgeschoben wird, als der Projektor aus dem Innern des Wickels abzieht.
Dadurch wird der Wickel infolge der unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeit der
einzelnen Windungen von aussen nach innen aufgelockert. Ist der Wickel dagegen zu
lose, so Ubernimmt
die dem äusseren Teil des Wickels zugeordnete,
mit niederer Geschwindigkeit rotierende Walzengruppe einen grösseren Anteil des
Wickelpakets. Der Wickel wird dadurch von innen nach aussen verdichtet.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands wird nachstehend
anhand der Zeichnung erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 die Ab- und Aufwickelvorrichtung in einer Draufsicht
von oben, Fig. 2 eine teilweise im Schnitt, sowie vergrössert dargestellte Seitenansicht
der Anordnung nach Figur 1, Fig. 3 einen vergrössert dargestellten Längsschnitt
durch den zentralen Teil der Vorrichtung nach Figur 2 mit teilweise geänderten Massverhältnissen.
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In der Zeichnung tragen dieJenigen Teile, die mit den in der Hauptpatentanmeldung
gezeigten gleichbedeutend sind, dieselben Bezugszeichen wie dort.
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Wie in der Hauptpatentanmeldung ist mit 1 eine rechteckförmige, horizontal
angeordnete Trägerplatte 1 bezeichnet, welche in ihrem Zentrum mit einer Öffnung
2 versehen ist, die von einer an der Platte 1 befestigten Hülse 3 durchgriffen wird.
In dieser Hülse ist eine sich in vertikaler Richtung erstreckende Hohlwelle 4 drehbar
gelagert, mit derem oberen Ende eine in einer horizontalen Ebene rotierende Tellerscheibe
5 drehfest verbunden ist. Uber der Tellerscheibe 5 liegt eine weitere Tellerscheibe
6 mit kleinerem Durchmesser,die am oberen Ende einer die Hohlwelle 4 durchgreifenden
und in dieser gelagerten Welle befestigt ist. Die Hohlwelle 4 steht über eine Riemenscheibe
40 und einen Keilriemen 8 (Figur 2) in getrieblicher Verbindung mit einem an einer
weiteren Trägerplatte 41 angebrachten Elektromotor 11, dessen Drehzahl sich mit
Hilfe eines als Drehpotentiometer ausgebildeten Reglers 12 verändern lässt.
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Ein weiterer, gleichfalls an der Platte 41 befestigter Elektromotor
9, dessen Drehzahlregler mit 10 bezeichnet ist, treibt
über einen
Keilriemen 42 und eine Riemenscheibe 43 die Welle 7 an und bewirkt im eingeschalteten
Zustand, dass sich die auf der Welle 7 befestigte Tellerscheibe 6 mit einer vom
Regler 10 bestimmten Geschwindigkeit gleichsinnig zur Tellerscheibe 5 in Richtung
des in Figur 1 eingezeichneten Pfeils dreht. Die Welle 7 ruht mit ihrer Riemenscheibe
43 auf einem an der Platte 41 befestigten Kugellager 41a.
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Die beiden vorstehend beschriebenen Vorrichtungen dienen zum Antrieb
eines Walzenkranzes, der einen Bandwickel 13, beispielsweise einen Filmbandwickel,
trägt. Der Film wird dabei am Innenumfang des Wickels entnommen und kehrt nach erfolgtem
Durchlauf durch einen nicht dargestellten LauSbildprojektor zum äusseren Umfang
des Wickels zurück. An seinem Innenumfang ist der Wickel 17 durch senkrecht stehende
Rollen 14 geführt, deren in der Trägerplatte 1 verankerte Lagerachsen mit 15 bezeichnet
sind.
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Der den Bandwickel 13 tragende Walzenkranz besteht aus zwei Walzengruppen,
deren radial und in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnete Walzen mit
16 bzw. 17 bezeichnet sind. Die Walzen 16 und 17 haben an ihrem inneren, dem Zentrum
des Bandwickels 13 zugekehrten Ende Je ein Reibrad 16a bzw. 17a. Die den Walzen
16 zugeordneten Reibräder 16a ruhen dabei auf der grösseren Tellerscheibe 5, während
die Reibräder 17a der Walzen 17 auf der kleineren Tellerscheibe 6 aufliegen. Im
Ausführungsbeispiel umfasst jede Walzengruppe insgesamt vier Walzen 16 bzw. 17,
welche in der aus Figur 1 ersichtlichen Reihenfolge angeordnet sind Für die äusseren
Enden der Walzen sind gerätefeste Lagerstellen vorgesehen. Diese weisen Jeweils
einen Block 18 auf, welcher zum Zentrum des Bandwickels 13 neigbar in einem auf
der Trägerplatte 1 befestigten Lagerbock 19 angeordnet ist und von einem am äusseren
Ende der Walze ausgebildeten Achsstummel 16b bzw. 17b durchgriffen wird.
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Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, liegt die als Lagerstelle für die
inneren Enden der Walzen 16 dienende Tellerscheibe 5 tiefer als die Lagerstellen
18, 19 für die äusseren Walzenenden. Umgekehrt hatte die Tellerscheibe 6, welche
die inneren Enden der Walzen 17 trägt einen grösseren Vertikalabstand von der Trägerplatte
1 als die die äusseren Walzenenden 17b aufnehmenden Blöcke 18. Auf diese Weise sind
die Walzen 16 zur Horizontalebene in Richtung auf das Wickelzentrum abfallend geneigt,
während die Walzen 17 eine Neigung in entgegengesetzter Richtung aufweisen. Die
Höhe der einzelnen Lagerstellen, d. h., ihr Abstand von der Trägerplatte 1 ist so
gewählt, dass sich die Achsen zweier aufeinanderfolgender Walzen 16, 17 von der
Seite her gesehen, bei normaler Wickeldichte des Bandwickels etwa in der Walzenmitte
kreuzen, wobei die den Wickel 13 tragenden Mantellinien der Walzen einen stumpfen
Winkel einschliessen. Es entsteht dadurch eine flache, V-förmige Ringmulde, in welche
der Bandwickel 13 derart eingebettet ist, dass ein innerer Teil 13a des Wickels
von den Walzen 17 und ein äusserer Teil 13b von den Walzen 16 getragen wird.
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Werden die Walzen 16, 17 angetrieben, so nehmen sie den Wickel 13
durch Reibung mit, wobei er im Uhrzeigersinn rotiert. Das vom Innenumfang des Wickels
entnommene Band läuft über eine Rollenanordnung, die zwei geräte feste Umlenkrollen
20, 21 sowie eine bewegliche Schleifenrolle 22 umfasst (Figur 1); in das nicht dargestellte
Wiedergabegerät ein und wird von dessen Fördermechanismus mit einer vorgegebenen,
konstanten Geschwindigkeit weitertransportiert. Um die Umfangsgeschwindigkeit der
inneren Bandwindungen an die Fördergeschwindigkeit des Geräts anzupassen, ist die
Drehzahl des die Walzen 17 antreibenden Elektromotors 9 mit Hilfe des bereits erwähnten
Drehzahlreglers 10 veränderbar, welcher auf den Abwickelzug des Bandes anspricht.
Zu diesem Zweck wird die Welle 23 des Reglers 10 von einer Schnur 24 umschlungen,
deren eines Ende an einer geräte fest angeordneten Zugfeder 25 befestigt ist, während
ihr anderes Ende mit einem einarmigen Hebel 26 in Verbindung steht. Letzterer ist
an der Unterseite der Trägerplatte 1
schwenkbar gelagert und trägt
an seinem freien Ende die Schleifenrolle 22, welche einen in der Trägerplatte ausgebildeten
Bewegungsschlitz 28 durchgreift.
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Die Zugfeder 25 ist bestrebt, den Regler 10 und den Hebel 26 in Endlagen
zu überführen, in denen der Motor 9 seine kleinste Drehzahl hat und die die Rolle
22 umschlingende Bandschleife am grössten ist. Verstärkt sich der vom Wiedergabegerät
ausgeübte Bandzug infolge zu kleiner Umfangsgeschwindigkeit der inneren Bandwindungen
des Wickels 13, so verkürzt sich die Bandschleife und schwenkt den Hebel 26 unter
gleichzeitigem Verstellen des Reglers 10 gegen die Wirkung der Zugfeder 25 so weit,
bis die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 9 ausreicht, um die Walzen 17 mit der
zur Normalisierung des Bandzuges erforderlichen Geschwindigkeit zu drehen.
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Das Band wird, nachdem es das Wiedergabe gerät durchlaufen hat, über
zwei gerätefeste Umlenkrollen 29, 30 und eine bewegliche Schleifenrolle 31 dem Aussenumfang
des Bandwickels 13 zugeführt. Als Träger der Schleifenrolle dient ein einarmiger
Hebel 32, welcher an der Unterseite der Trägerplatte 1 auf einem Lagerzapfen sitzt.
Mit dem Hebel 32 ist das eine Ende einer die Welle 34 des dem Motor 11 zugeordneten
Drehzahlreglers 12 umschlingenden Schnur 35 verbunden, deren anderes Ende an einer
gerätefest angeordneten Zugfeder 36 befestigt ist.
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Mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Anordnung lässt sich die Umfangsgeschwindigkeit
des von den Walzen 16 getragenen äusseren Windungspakets 13b des Bandwickels 13
an die vom Wiedergabegerät vorgegebene Bandtransportgeschwindigkeit anpassen. Ist
die Umfangsgeschwindigkeit des Windungspakets 13b zu hoch, so verstärkt sich der
Aufwickelzug und bewirkt durch Verkürzung der die Rolle 31 umschlingenden Bandschleife
eine Verminderung der Motordrehzahl.
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Umgekehrt erhöht sich die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 11 und
dadurch auch die Umfangsgeschwindigkeit des Windungspakets 13b, sobald die Aufwickelspannung
des Bands nachlässt und als Folge hiervon die Bandschleife im Bereich der Rollenanordnung
29 bis 31 grösser wird.
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Es ist bekannt, dass Filme beim Passieren des Bildrensters des Vorführgeräts
durch die von der Projektionslampe abgestrahlte Wärme aufgeheizt werden und sich
als Folge hiervon durchwölben.
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Je nach dem verwendeten Trägermaterial und der Emulsionsdichte können
sich einzelne Partien des Films stärker, andere Partien dagegen weniger stark durchwölben.
Treten nun anstelle der im Wickelinnern befindlichen, laufend abgezogenen Filmwindungen
solche mit stärkerer Durchwölbung, so legen sich diese zwangsläufig fester aneinander,
da jede Windung infolge ihrer Durchwölbung einen grösseren Raum in radialer Richtung
für sich beansprucht als die zuvor vorhandene Windung. Dadurch presst sich die Jeweils
innere Windung des Wickelpakets 13a allmählich so fest gegen die Führungsrollen
14, dass sich der Abwickelzug über das zulässige Mass hinaus erhöht und der Betriebsablauf
gestört wird obwohl die Walzen 17 durch den Motor 9 mit maximaler Geschwindigkeit
angetrieben werden.
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Umgekehrt kann es vorkommen, dass der Wickel im Bereich der Führungsrollen
14 zu lose wird, weil stark durchgewölbte Filmwindungen durch solche ersetzt werden,
die nicht oder nur wenig durchgewölbt sind.
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In diesem Fall wird sich zumindest der innere Teil des Wickelpakets
elliptisch verformen und nicht mehr an allen Führungsrollen 14 anliegen.
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Es hat sich gezeigt, dass sich eine Korrektur der Wickeldichte erreichen
lässt, indem man den Neigungswinkel mindestens einer Walzengruppe derart verändert,
dass die das Wickelpaket 13a tragende Walzengruppe (Walzen 17) bei zu grosser Wickeldichte
einen grösseren Anteil, bei zu geringer Wickeldichte dagegen einen kleineren Anteil
am Gesamtwickel übernimmt.
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Hierbei wird von der Voraussetzung ausgegangen, dass die Walzen 17
wegen des geringeren Durchmessers des ihnen zugeordneten Wickelpakets 13a immer
etwas schneller rotieren als die das Wickelpaket 13b mit grösserem Durchmesser tragenden
Walzen 16.
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Bei zu straffem Wickel übernehmen, wie bereits erwähnt, die Walzen
17 einen grösseren Anteil am Gesamtwickel, was im Ausrührungsbeispiel dadurch erreicht
ist, dass die Tellerscheibe 5, auf der die Walzen 16 aufliegen, abgesenkt wird.
Die Vergrösserung des Wickelpakets 13a bewirkt, dass die Walzen 17 von aussen her
mehr Film zuführen als innen abgezogen wird.
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Dadurch lockert sich der Wickel von aussen nach innen allmählich auf.
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Ist der Wickel dagegen zu lose, so wird die Tellerscheibe 5 angehoben,
so dass die Walzen 16 einen grösseren Anteil am Gesamtwickel übernehmen. Da die
Walzen 16 eine geringere Rotationsgeschwindigkeit haben als die Walzen 17 wird der
auf den Walzen 16 ruhende grössere Wickelanteil gegenüber dem auf den Walzen 17
aufliegenden kleineren Wickelanteil abgebremst. Dies hat zur Folge, dass sich die
Filmwindungen von innen her festziehen und wieder an die Führungsrollen 14 anlegen.
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Zum vertikalen Verstellen der Tellerscheibe 5 dient im Ausführungsbeispiel
ein mit einem Innengewinde 44 versehener Ring 45, welcher an der Hohlwelle 4 angreift.
Dem Ring ist ein auf die Welle 4 aufgeschobenes Kugellager 46 zugeordnet, auf dem
sich der Ring relativ zur Welle drehen kann. Das Innengewinde 44 greift in ein Gegengewinde
47 ein, welches an der gerätefesten Hülse 3 ausgebildet ist.
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Die Mitnahmeverbindung zwischen der Hohlwelle 4 und dem Ring 45 in
vertikaler Richtung ist mit Hilfe des Kugellagers 46 und mehrerer auf die Hohlwelle
4 aufgeschobener Hülsen 48 erreicht.
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Diesa Hülsenanordnung stützt sich einerseits an einem Bund der Hohlwelle
4 und andererseits an der mit der Welle 7 fest verbundenen Riemenscheibe 40 ab.
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Ausserdem hat der Gewindering 45 eine Aufnahme 49 für einen Keilriemen
50, der eine Antriebsverbindung zwischen einem Elektromotor 51 und dem Gewindering
45 herstellt. Der Motor 51 ist an der Unterseite der Trägerplatte 1 befestigt. Im
Stromkreis des Motors sind zwei Schalter 52 und 53 (Figur 1) angeordnet, von denen
der Schalter 52 den Elektromotor in der zum Absenken der Tellesscheibe 5 und der
Schalter 53 in der zum Anheben der Scheibe 5 erforderlichen Drehrichtung einschaltet.
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Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist der Schalter 52 in der Bewegungsbahn
des Schleifenhebels 26 so angeordnet, dass er bei extremer, auf überhöhten Filmzug
zurückzuführender Schleifenverkürzung geschlossen wird. Dadurch wird der Motor 51
eingeschaltet, um die Tellerscheibe 5 abzusenken, so dass die Walzen 17 einen grösseren
Anteil am Gesamtwickel übernehmen.
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Der Schalter 53 liegt in der Bewegungsbahn eines zweiarmigen Fühlhebels
54, welcher oberhalb des Wickels an einer Trägerplatte 55 schwenkbar gelagert ist.
Der eine Arm des Fühlhebel trägt eine Rolle 56, die unter Wirkung einer am anderen
Arm des Hebels angreifenden Feder 57 am Innenumfang des Wickels 13 anliegt.
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Bei normaler Wickeldichte, d. h., solange die inneren Windungen des
Wickels 13 die in Figur 1 dargestellte Kreisform haben und an allen Führungsrollen
14 anliegen, ist der Hebel 54 vom Schalter 53 abgehoben. Wird das innere Wickelpaket
13a dagegen zu lose und nehmen die inneren Windungen eine elliptische Form an, so
kann der Hebel 54 unter Wirkung der Feder 57 soweit auslenken, dass er den Schalter
53 schliesst. Als Folge hiervon wird der Motor 51 eingeschaltet und zwar in einer
solchen Drehrichtung, dass er die Tellerscheibe 5 anhebt. Dadurch wird das innere
Wickelpaket 13a verkleinert und das auf den Walzen 16 ruhende äussere Wickelpaket
vergrössert mit dem Effekt, dass sich die Wickeldichte allmählich wieder normalisiert.