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Vorrichtung zum gleichförmigen Antrieb von Bändern o. dgl., insbesondere
von Tonfilmen Bei der Herstellung oder Wiedergabe eines . Tonfilmes muß der Film
'bekanntlich mit gleichförmiger Geschwindigkeit fortbewegt werden, besonders an
der Stelle, än der das Licht auf den Film auftrifft, da schon die kleinste Ungleichförmigkeit
in der Geschwindigkeit erhebliche Störungen bei der Tonwiedergabe verursacht.
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Es ist bereits bekannt, zwecks Erzielung einer gleichbleibenden Geschwindigkeit
des Films umlaufende, durch den Film getriebene Schwungräder vorzusehen, deren Masse
groß ist im Verhältnis zu den Kräften, die Schwankungen in der Geschwindigkeit hervorrufen
können. Bekannt ist ferner auch, zu beiden Seiten eines derartigen Schwungrades
federnde, gegen den Film anliegende Rollen o.dgl. anzuordnen, wobei der Film in
mehr oder weniger ausgeprägten, federnden Schleifen verläuft. Durch die- genannten
Mittel können Geschwindigkeitsschwankungen von hoher Frequenz verhindert werden.
Für niedrigere Frequenzen zeigen die bekannten Anordnungen jedoch eine mehr oder
weniger ausgeprägte Resonanzneigung; Geschwindigkeitsschwankungen niedrigerer Frequenzen
werden. nicht beseitigt, äußern sich vielmehr in einer schwingenden oder pendelnden
Bewegung des Films.
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Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der bereits bekannten Vorrichtungen
dieser Art und besteht darin, daß zwei in obengenannter Weise angeordnete Rollen
oder ähnliche Spannorgane, die den Film zu beiden Seiten des Schwungrades in Schleifen
führen, dergestalt miteinander verbunden sind, daß bei Pendelbewegungen auftretende
Spannungs!ä@nderungen (Erhöhungen oder Verrvngerungen der Spannung), in der einen
Schleife Spannu4ggänderungen entgegengesetzter. Art (Verrgerungen oder Erhöhungen
der Spannung) in der anderen Schleife zur Folge haben. Infolgedessen wird der Film
in dem. Augenblick der Beendigung der ersten Halbperiode der Spannrollenpendeluilg
stoßartig gespannt. Hierdurch wird die Schwingungsrichtung geändert, und es beginnt
die zweite Halbperiode der Schwingung in derselben Ausschlagrichtung wie die erste,
jedoch mit wesentlich verminderter Amplitude, weil ein großer Teil 'der Schwingungsenergie
während des Stoßes verlorenging.
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Zweckmäßigerweise sind die Spannorgane über eine Dämpfungsvorrichtung
miteinander verbunden, beispielsweise über einen Öldämpfer o. dgl., der als Verbindungsglied
in einem Lenkstangenmechanismus angeordnet ist, so daß eine Bewegung des einen Spannorgans
über die Dämpfungsvorrichtung auf das andere Spannorgan übertragen wird. Die Ver-'
nichtung
eines großen Teiles der Schwingungsenergie in der Dämpfungsvorrichtung ergibt eine
sehr wirksame zusätzliche Dämpfung der Geschwindigkeitsschwankungen. D?#-. mit die
Dämpfungsfähigkeit der Spannorgapts, in bezug auf die Geschwindigkeitsschw4ri kungen
höherer Frequenzen- nicht durch die Dämpfungsvorrichtung nachteilig beeinflußt wird,
muß diese letztere mit jedem der Spannorgane über ein federndes Organ verbunden
sein. Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung, die eine Ausführungsform
der Erfindung wiedergibt, beschrieben.
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Auf der Zeichnung bezeichnet i eine Zahnrolle, die zum Vorschieben
des Films dient und zweckmäßig mittels eines Synchron-oder Asynchronmotors über
ein Schneckengetriebe angetrieben wird. Von der Zahnrolle i läuft der Film über
eine Leitrolle 2 zu einer federnd gelagerten Rolle 3 sowie über eine weitere Leitrolle
¢ zu einer mit einem Schwungrad 5 verbundenen Rolle 6, an deren mit 7 bezeichneten
Umfangsstelle der Aufzeichnungs- bzw. Abtastlichtstrahl auf ihn auftrifft. Von der
Rolle 6 wird der Film über eine Leitrolle 8, eine federnd gelagerte Rolle 9 sowie
über eine weitere Leitrolle io zur Zahnrolle i zurückgeleite"!.
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Die Rollen 3 und 9 sind auf Armen i i bzw. z2 gelagert, welche um
fest angeordnete Achsen 13 und 14 drehbar sind; die* Federn 15 und 16 suchen die
Arme i i und 12 nach auswärts zu drehen, so daß der Film zwisehen den Leitrollen
2 und 4. bzw. 8 und io in je einer schwach gespannten Schleife verläuft.
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In den bisher beschriebenen Teilen ist die Vorrichtung gemäß Zeichnung
bereits bekannt und erzeugt einen wirksamen Ausgleich von Geschwindigkeitsschwankungen
höherer Frequenz. Dabei wird angenommen, daß die Zahnrolle i mit gleichbleibender
Geschwindigkeit umläuft und über den Triebmotor und das Wechselstromnetz an so große-
Massen angeschlossen ist, daß die verhältnismäßig kleinen Kräfte, die infolge vonUngleichmäßigkeiten
in der Dicke des Filmmaterials, seiner Elastizität u. dgl: entstehen, die Geschwindiglieit
der Zahnrolle nicht beeinflussen können. Die erwähnten störenden Kräfte und die
von denselben verursachten Änderungen in der Geschwindigkeit müssen also innerhalb
desjenigen Teiles des Filmverlaufes ausgeglichen werden, der sich- auf der Abbildung
links von der Zahnrolle i befindet. Störende Kräfte höherer Frequenzen, welche die
Vorschubgeschwindgkeit des Films beeinflussen, verteilen sich auf die beweglichen
Massen der Vorrichtung in umgekehrtem Verhältnis zu deren Trägheitsmomenten.- Da
nun die Masse und das Trägheitsmoment des mit der Rolle 6 verbundenen Schwungrades
5 im Vergleich mit dem Trägheitsmoment der übrigen beweglichen Massen außerordentlich
groß ist, werden in der Hauptsache nur diese letzteren Massen, nicht Faber das Schwungrad
von den erwähnten Kräften beeinflußt. Die Umfangsm:schwindigkeit des Schwungrades
und da-
'init auch die Vorschubgeschwindigkeit des Films im Punkt 7 verbleiben
also mit großer Genauigkeit konstant.
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Damit die Masse und das Trägheitsmoment des Schwungrades $ so groß
wie möglich ausfallen im Verhältnis zu dem Träglieitsmoment der übrigen in die Vorrichtung
vorgesehenen beweglichen Massen, müssen diese letzteren aus sehr leichtem Material
ausgeführt werden. Bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Vorrichtung bestehen
daher beispielsweise die Rolle -3 und 9 sowie die Arme i i und 12 aus Leichtmetall;
ferner ruhen - sowohl die Rollen 3, q. und die übrigen Leitrollen als auch die Arme
12 und i i aus dem gleichen Grunde auf Kugellagern.
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Wie bereits erwähnt wurde, werden mittels der bisher beschriebenen
Vorrichtungen nur. Geschwindigkeitsänderungen höherer Frequenzen ausgeglichen und
gedämpft. Für Geschwindigkeitsänderungen niedrigerer Frequenzen zeigen die Vorrichtungen
dagegen eine ausgeprägte Resonanzneigung. Bei einer ausgeführten Anlage zeigt sich,
daß, wenn die Zahnrolle i festgehalten wird, so daß sie sich nicht drehen kann,
und wenn das Schwungrad 5 aus seiner Ruhelage gedreht und danach freigegeben wird,
das Schwungrad 5 mit einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz hin und her pendelt,
die bestimmt wird durch die Masse des Schwungrades 5 und der damit verbundenen Teile,
sowie durch die elastische Rückstellkraft der vorhandenen Federn: Die gleiche Schwingung
tritt ein, wenn die Vorrichtung in Betrieb ist. Gewisse Störungskräfte veranlassen
nämlich hin und wieder einen Ruck in den Massen der Vorrichtung, der die soeben
erwähnten Schwingungen hervorruft, wonach sich diese auf die gleichförmigen Bewegungen
der Massen übertragen.
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Um derartige Pendelbewegungen zu dämpfen sind gemäß der Erfindung
die Arme i i und 12 an einander entgegengesetzten Enden gelagert und miteinander
über einen Lenkstangenmechanismus verbunden.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt: Angenommen, daß eine
Pendelbewegung in der Bewegungsrichtung des Films beginnt, d. h. daß die Drehung
der Rolle 6 beschleunigt wird, so wird der Film zwischen den Rollen 4. und 2 gestreckt.
Die Spannung irt diesem Teil des Films nimmt zu, wobei sich der Arm i i unter Spannung
der Feder 15 in dem Uhrzeigersinn entgegengesetzter Richtung dreht.
Gleichzeitig
hiermit wird der mit. dem Arm i1 gekuppelte Arm 12 unter Spannung der Feder 16 ebenfalls
,in dem Uhrzei,gersinn entgegengesetzter Richtung gedreht, wobei sich die Spannung
des zwischen den Rollen 8 und 1ö gelegenen Teiles des Films verringert. Bei kräftigen
Ausschlägen kommt der Film dabei sogar außer Berührung mit der Rolle g. Während
des ersten Viertels einer Pendelperiode wachsen auf diese- Weise die Drehwinkel
für die. Arme i i und 12 stetig, wobei die Federn 15 und 16 der Pendelbewegung entgegenwirken.
Sobald die Pendelbewegung ihr Maximum erreicht hat und in entgegengesetzte Richtung
übergegangen ist, werden die Arme i i und 12 durch die Kraft der Federn 15, 16 in
ihre Ursprungslage zurückgeführt, welche sie zuiri Schluß der ersten Halbperiode
der Pendelbewegung erreichen.
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Die obenerwähnte Verminderung der Reibung zwischen der Rolle g und
dem Film wird jetzt sehr schnell aufgehoben, und wenn die schwingenden Teile nach
dem zweiten Viertel der Schwingungsperiode im Begriffe sind, ihre in der Zeichnung
dargestellte Normallage zu überschreiten, wird der Film zu seiner größtmöglichen
durch den Eingriff .der Zähne des Treibrades i begrenzten Länge gespannt, welche
er nicht überschreiten kann, ohne daß die Schaltlöcher zerrissen werden. Infolgedessen
stößt j etzt die Rolle g mit großer Gewalt gegen den Film, wobei ein wesentlicher
Teil der Schwingungsenergie vernichtet und- gleichzeitig die Richtung der Schwingung
umgesteuert wird, so daß' die zweite @Ialbperiode der Schwingung »in derselben
Richtung beginnt wie die erste Halbperiode, während die Schwingungsamplitude wesentlich
kleiner wird. Dieses Spiel wiederholt sich am En-de jeder Halbperiode, bis die Schwingungsenergie
ganz vernichtet ist.
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Um den Film gegen die schädlichen Wirkungen.dieser Stöße zu schonen,
kann' nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in die Lenkstangenverbindung
eine Dämpfvorrichtung eingeschaltet werden.
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Die Lenkstangenverbindung enthält zwei Arme 18 und 1g, von denen je
einer an einem der Arme i i und -12 befestigt ist; sowie einen Öldämpfer 17, der.
die Außenenden der Arme -18 und 1g miteinander verbindet. Der Kolben des Öldämpfers
ist mit dem Außenende des Armes 18 gelenkig verbunden, und sein Zylinder ist in
der gleichen Weise mit dem Außenende des Armes 1g verbunden. Der Kolben des Öldämpfers
17 schließt nicht vollkommen dicht gegen die Zylinderwand ab und kann daher, wenn
auch nur unter Überwindung eines eine gewisse Energiemenge verzehrenden Widerstandes,
irn Zylinder hin und her bewegt werden. Die Wirkungsweise dieser letzterwähnten
Anordnung ist wie folgt.
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Wenn der Arm 18 durch die Verkürzung der Filmschleife zwischen den
Rollen.?, und q. um die Welle 13 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, verschiebt
der Öldämpfer auch den Arm i g in derselben Richtung, so@ daß auch dieser um die
Welle 14 entgegen dem Uhrzei-gersinn gedreht wird. Diese Drehung geschieht indessen
gegen die Wirkung der Feder 16, und ihfolgedessen wird die Bewegung des Armces 1g
geringer sein als diejenige des - Armes 18, während der Unterschied im Maß der Bewegung
der beiden Arme durch eine entsprechende Verschiebung des Kolbens des Öldämpfers
in seinem Zylinder ausgeglichen wird. Schon hierdurch erfolgt eine gewisse Energievernichtung.
Wenn danach der Stoß zwischen der Rolle g und dem Film stattfindet, wird der Öldämpfer
in seine ursprüngliche Lage zurückgeführt, wodurch teils eine' weitere Energievernichtung
erfolgt, teils auch die Stoßwirkung über einen längeren Zeitabschnitt ausgedehnt
wird, so daß die Stoßkraft herabgesetzt und der Film geschont wird.
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Wie aus obigem ersichtlich, wird eine sehr wirksame Dämpfung der Pendelbewegungen
während jeder Halbperiode erzielt, und außerdem wird j edesmal, wenn die Pendelbewegung
ihren Nullpunkt passiert, ein großer Teil der Pendelenergie vernichtet, da die Bewegung
der Arme 1-i und 12 hierbei ihre Richtung ändert. Der Öldämpfer 17 trägt auch dazu
bei, die Pendelenergie zu verzehren, indem jeder Stoß eine Verschiebung des Kolbens
im Zylinder zur Folge hat.
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Wie zuvor erwähnt wurde, muß die Dämpfungsvorrichtung 17 mit den Rollen
3 und 9 über federnde Organe verbunden sein. Bei der hier gezeigten Ausführungsform
der Erfindung bestehen diese- federnden Organe aus den Armen 18 und 1g. Die federnden
Organe haben die Aufgabe, Schwingungen hoher Fre- i quenzen von der Dämpfungsvorrichtung
fernzuhalten, damit diese Vorrichtung nicht das Bewegungsvermögen der Arme 1i und
12 versteift, wenn diese mit hohen Frequenzen schwingen. Wenn die federnden Organe
nicht vorhanden wären, wären offenbar die Arme i i und 12 hinsichtlich der Schwingungen
hohes: Frequenzen als miteinander fest verbunden zu betrachten, und die Dämpfung
dieser Schwingungen würde hierdurch verringert werden. -Obwohl die Erfindung im
vorstehenden unter Hinweis auf eine bestimmte Ausführungsform derselben beschrieben
worden ist, beschränkt sie sich nicht auf diese besondere Ausführungsform, sondern
es können natürlich gewisse Abänderungen vorgenommen
werden. Beispielsweise
kann der gezeigte Lenkstangenmechanismus 18, i9 durch eine Kupplungsvorrichtung
ersetzt werden; welche: die Rollen 3 und 9 unmittelbar oder über Spiralfedern mit
der Dämpfungsvorrichtung 17 verbindet. Ferner braucht diese letztgenannte
Vorrichtung nicht aus einem Öldämpfer zu bestehen, sondern die gleiche Wirkung kann
auch mit einer elektrischen Wirbelstrombremse o. dgl. erzielt werden. Ferner können
natürlich die Rollen 3 und 9 durch andere Vorrichtungen zur Spannung des Films ersetzt
werden. Die Erfindung beschränkt sich schließlich nicht auf die Führung von Tonfilmen,
vielmehr kann sie mit gleichem Erfolg auch für die Führung jedes anderen band- oder
fadenförmigen Materials verwendet werden, das beispielsweise für eine magnetische
oder mechanische Aufzeichnung von Tönen vorgesehen oder mit einer solchen ausgerüstet
ist.