DE751613C - Tonfilm- oder Bildtonfilmgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tonfilm- oder Bildtonfilmgerät, bei dem· zur Erzielung eines gleichförmigen Ablaufes des Filmbandes, an oder in der Nähe der Tonsteuerstelle eine glatte Rolle vorgesehen ist, die von dem zwischen dieser Rolle und der antreibenden Zackenrolle in elastischer Schleife geführten Filmband mitgenommen und dabei durch eine reibungsschlüssig gekuppelte Schwungmasse gedämpft wird.

Zur Erzielung einer gleichförmigen. Drehoder Laufgeschwindigkeit von Plattentellern oder Film- und Papierstreifen) bei· Sprechmaschinen oder anderen Tonwiedergabegeräten hat man schon lange Schwungräder verwandt. Innerhalb der Grenzen, in denen bisher die Schallaufzeichnung möglich war, genügten diese Mittel zur Erzielung eines Gleichlaufes durchaus. Seitdem jedoch bei der lichtelektrischen Aufzeichnung und Wiedergabe von Ton und Sprache der Frequenzbereich der aufzuzeichnenden, und wiederzugebenden Schwingungen wesentlich erweitert wurde, zeigte sich die Notwendigkeit, genauer arbeitende Einrichtungen zu schaffen,* die den Gleichlauf des Film- oder Papierstreifens bewirken. Im folgenden, sei der Einfachheit halber immer nur von Filmgeschwindigkeit die Rede, obwohl die Erfindung sinngemäß auch für Papierstreifen anwendbar ist.

Man hat versucht und dies auch bis zu einem weiten Maße erreicht, einen gleich-

förmigen Lauf dadurch zu erzielen., daß das Schwungrad von dem Film angetrieben wurde, wobei die Spannung des Films, die zwischen dem Schwungrad und der antreibenden Zackenrolle auftritt, selbst dazu dient, infolge der Elastizität des Filmmaterials Ungleichmäßigkeiten der Geschwindigkeit auszugleichen, die von der Zackenrolle herrühren können. Ein anderer ίο und gleichfalls bekannter Weg, zu dem gewünschten Ziel· zu gelangen, bestand darin, daß⁽ man eine Spannrolle zwischen dem Schwungrad und der Antriebsrolle einschaltete, welche Unregelmäßigkeiten des Filmlaufes ausgleichen sollte. Ein solches System besitzt aber selbst eine Eigenschwingung, so daß' die von der Spannrolle mit dem Schwungrad gebildete Einheit häufig die Periodenabweichungen nur vergrößerte, anstatt sie auszugleichen.

Weiterhin hat man vorgeschlagen, die Schwingungen eines umlaufenden Teils, wie z. B. eines Plattentellers, durch ein viskoses Medium auszugleichen. Wenn ,aber eine Masse unmittelbar mit der Filmrolle eines für die Erfindung im wesentlichen in Frage kommendien Tonwiedergabegerätes in Verbindung steht und eine solche Dämpfung auf diese Masse oder auf das umlaufende Organ wirkt, so muß jede plötzliche Geschwindigkeitsänderung beim Antrieb des Films eine unzulässige Kraft auf die Schaltlöcher des Films ausüben und somit die Gefahr mit sich bringen, daß der Film reißt oder bei glatter Rolle ins Schlüpfen gerät.

Schließlich hat man. auch die Anwendung von Schwungrädern vorgeschlagen, die zur Dämpfung des Antriebssystems mit einer zweiten Schwungmasse durch Reibung gekuppelt wurden. Eine solche Anordnung hat aber ebenfalls den Nachteil, daß^; wegen der erforderlichen Mitnahme der ersten Schwungmasse die Anlaufzeit vergrößert wurde.

Es ist ferner bekannt, auf der Achse einer vom Film mitgenommenen glatten Rolle eine mit ihr fest verbundene Schwungmasse vorzusehen und diese Schwungmasse durch eine feststehende Reibungsvorrichtung zu dämpfen. Eine solche Anordnung hat u. a. den Nachteil, daß der Film beim Anlaufen die Schwungmasse mitnehmen muß und gleichzeitig auch noch die zusätzliche Reibung zu überwinden hat. Nach einer anderen Anordnung ist es bekannt, eine Zackenrolle über eine Spiralfeder anzutreiben und entweder innerhalb der Zackenrolle eine Schwungmasse vorzusehen oder auf beiden Seiten, wobei diese Massen durch Reibung mit der Achse verbunden sind. Bei diesen bekannten An-Ordnungen wird der Film direkt mit den Massen gekuppelt, indem die den Film tragenden Teile dieser Massen einen größeren Durchmesser besitzen als die Zackenrolle. Der Film ist also bei diesen Anordnungen direkt mit einer größeren Masse gekuppelt, und infolge des Antrieb« über die Feder liegt die Zackenrolle ständig einseitig an den Perforationen an, so daß evtl. Ausgleichsbewegungen der Schwungmasse sich nicht gleichmäßig nach beiden Seiten auswirken können.

Es ist ferner bekannt, eine Schwungmasse mit einer vom Film mitgenommenen glatten Rolle drehzahlabhängig zu kuppeln. Diese Schwungmasse wird dabei zuerst durch den Antrieb des Gerätes auf ihre Solldrehzahl gebracht und dann mit Hilfe eines Fliehkraftreglers vom Antrieb abgekuppelt, so daß danach nur der Film die Schwungmasse über die glatte Rolle mitnimmt. Bei dieser Anordnung kann zwar die Anlaufzeit \'erkürzt und der Film während des Anlaufens entlastet werden, im normalen Betriebszustand besitzt diese Anordnung aber keine Dämpfungsvorrichtung; dabei wird die Entlastung des Films beim Anlaufen und die Verkürzung der Anlaufzeit erst durch Anwendung besonders komplizierter Mittel ermöglicht.

Die bei den bekannten Anordnungen auftretenden Nachteile werden bei der bekannten Gattung von Tonfilm- oder Bildtonfilmgeräten, bei der zur Erzielung eines gleichförmigen Ablaufes des Filmbandes an oder in der Nähe der Tonsteuerstelle eine glatte Rolle vorgesehen ist, die von dem zwischen dieser Rolle und der antreibenden Zackenrolle in elastischer Schleife geführten Filmband mitgenommen und dabei durch eine reibungsschlüssig mit der glatten Rolle gekuppelte Schwungmasse gedämpft wird, durch die Erfindung dadurch beseitigt, daß das Trägheitsmoment der glatten Rolle einschließlich ihrer vorzugsweise auf Kugeln gelagerten Welle und der die Rolle mit der dämpfenden Schwungmasse verbindenden Kupplungsanordnung erheblich kleiner ist als das der dämpfenden Schwungmasse.

Die vorgeschlagene Verteilung der Verhältnisse bei den Trägheitsmomenten hat den Vorteil, daß sie die Dämpfungswirkung verbessert, indem sie eine "aperiodische Dämpfung erzeugt; die dämpfende Wirkung der Schwungmasse ist nämlich um so größer, je größer bei gegebener Störung die Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden durch Reibung gekuppelten Massen ist. Diese Relativgeschwindigkeit ist aber um so größer, je kleiner die mit der Tonrolle starr verbundene Masse und je größer die frei angekuppelte Masse ist. Das Verhältnis dieser beiden Massen-muß¹ also möglichst groß sein, um den aperiodischen Grenzfall der Dämpfung zu erreichen. Ein"weiterer Vorteil ergibt

sich noch dann, wenn das Trägheitsmoment der glatten Rolle einschließlich Welle und Kupplungsanordnung sehr klein ist. In diesem Fall wird nämlich das Anlaufen des Gerätes wesentlich erleichtert.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. ι einen Längsschnitt längs der Hauptwelle einer der bevorzugten Ausführungsform

ίο der Erfindung darstellt,

Fig. 2 eine Ansicht auf die 'Stirnseite der Fig. ι und das optische. System sowie den Filmweg erkennen läßt; *Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Flüssigkeitsdämpfung, welche an Stelle der in Fig. 1 dargestellten verwendet werden kann;

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der eine magnetische Schlupfkupplung zwischen der glatten Rolle und dem Schwungrad zur Anwendung gelangt;

Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform, bei der es möglich ist, Viskositätsänderungen der Flüssigkeit zu kompensieren;

^a5 Fig. 6 ist eine besondere Ausbildung des gedämpften Schwungrades, bei der die Mitnahme schneller erfolgt als z. B. bei einer Anordnung gemäß Fig. 1.

In Fig. 11 bezeichnet 1 die glatte Führungsrolle für den Film 2, über die dieser läuft, während er im, Punkt 3 (Fig. 2) abgetastet wird. Die Rolle 1 sitzt auf einer Welle 7, und diese läuft in Kugellagern S und 9, deren Bauart so· ist, daß sie die geringste Reibung unter der von ihnen aufzunehmenden Last aufweisen, was, wie später noch erläutert werden wird, für die Erfindung wesentlich ist.

Auf der Welle 7 sitzt ferner eine Trommel

10, die ein Schwungrad 11 einschließt. Der Raum zwischen Schwungrad und Trommel ist mit öl oder einem anderen Medium ausgefüllt, wie bei I2> angedeutet. Das Schwungrad 11 läuft auf Kugeln 13, ist also auf der Welle 7 und innerhalb des Gehäuses 10 frei drehbar. Zwischen dem Gehäuse und dem Schwungrad befindet sich keinerlei andere mechanische Verbindung, als sie die Ölf üllung selbst bzw. die durch diese erzeugte Reibung bildet, wenn man einmal von der Reibung des Kugellagers 13 absieht, die vernachlässigbar ist. Die Reibung des Kugellagers kann weiter dadurch verringert und praktisch an den Wert Null herangebracht werden, indem man einen beträchtlichen Teil des· Schwungrades hohl ausführt, wie es bei 14 in gestrichelten Linien angedeutet ist, so daß das Gewicht des Rades im wesentlichen gleich dem¹ Gewicht des von ihm verdrängten Öles ist und die Masse in die Nähe der Außenkante konzentriert wird, wodurch beim Umlauf des Rades die Kugellager von dessen Gewicht entlastet werden und das Rad besser in bezug auf den Behälter zentriert wird.

Die gesamte, aus Rolle 1, Welle 7 und Trommel 12 bestehende Einheit wird so leicht ausgeführt, als es- die erforderliche Präzision verträgt. So kann beispielsweise die Trommel ιό praktisch nach Art einer Konservendose aus verzinnitem Blech bestehen, welche gepreßt oder in anderer Weise geformt wird, und deren Deckel 10' aufgelötet oder aufgeschweißt oder auch in anderer Weise mit der Trommel verbunden wird. Der Aufbau dieser Trommel und ihre Herstellung, ist jedoch in bezug auf die Erfindung und auf die Wirkungsweise des· Apparates¹ belanglos, sofern sie nur die Bedingung erfüllt, einen vollkommen gleichmäßigen Abstand zwischen dem Schwungrad und einer Innenwandung einzuhalten, und das Öl vollkommen dicht hält.

Wie ausi Fig. 2 hervorgeht, läuft der Film 2 von der Abwickelspule oder von der oberen Zackenrolle eines Bildwerfers¹ nach abwärts und durch die darunterliegende Druckrolle ιS, die ihn mit der Oberfläche der Führungsrolle ι in Berührung hält. Der Film läuft dann um diese Rolle herum, durchläuft den Abtastpunikt 3 und gelangt dann nach abwärts zu der Antriebszackenrolle 16, gegen welche er durch eine Druckrolle 17 gehalten wird.

Unter den normalen Betriebsbedingungen bildet der Film die in Fig. 2 dargestellte Kurvenform.

Wenn nun das Gerät in Betrieb gesetzt wird, läuft die Zackenrolle 16 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn um, wie es der eingezeichnete Pfeil andeutet, und zieht den Film zwischen sich und der Führungsrolle 1 infolge der Trägheit des von den Teilen 1,7 und 10 gebildeten Systems straff, wie es die gestrichelte Linie 18 erkennen läßt. Dieses System wird aber unverzüglich auf die volle Geschwindigkeit beschleunigt, da ja die Lager 8 und 9 eine äußerst geringe Reibung aufweisen und die Teile 1 und 10 eine geringe Masse besitzen; während der Film, wie bei 18 angedeutet, straff gezogen wird·, wird vorübergehend die obere Filmschleife vergrößert. Da aber die Trommel ro unverzüglich auf die volle Geschwindigkeit gebracht ist, so nimmt sie auch die in ihr befindliche Ölfüllung mit, wodurch infolge der Viskosität des Öles ein Drehmoment auf das Schwungrad 11 ausgeübt wird. Sobald die Trägheit des. Schwungrades überwunden; ist, wird es allmählich auf die gleiche Geschwindigkeit wie die umlaufende Trommel 10 kommen. Wenn der Zwischenraum zwischen Schwungrad und Trommel für die richtige Arbeitsweise des Gerätes für gewöhnlich auf 35 mm eingestellt ist, der Tonbildfilm und die Vis-

kosität des Öles entsprechend gewählt werden, so wird das. Schwungrad 11 innerhalb 5 bis io Sekunden die gleiche Geschwindigkeit wie der Behälter io erreichen, und während dieser Zeit wird die untere Filmschleife wieder aus der gestrichelten Lage i8 in die Kurve 19 gelangen, sofern die Flächenelastizität des· bei 20 vermerkten. Filmteils hinreichend groß ist, um die Reibung der Lager 8 und 9 zu überwinden und das gesamte System in LTmlauf zu versetzen. Die obere Filmschleife wird in eine Stellung, gezogen, in der sich ihre Elastizität mit der Elastizität _des Filmstückes 20 im Gleichgewicht befindet und somit auch mit dem Widerstand der Lager 8 und 9; solange also die Zackenrolle 16 mit gleichförmiger Geschwindigkeit angetrieben wird, wird diese Bedingung aufrechterhalten bleiben. Wenn jedoch irgendeine Veränderung in der Umlaufgeschwindigkeit der Zackenrolle 16 eintritt oder wenn, sich Unregelmäßigkeiten in den Zacken oder in den Schaltlöchern des· Films zeigen, so· wird die Filmschleife 19, 20 verlängert oder verkürzt, da die Flüssigkeitskupplung zwischen dem Schwungrad 11 und der Trommel 10 genügt, um jeder plötzlichen Geschwindigkeitsänderung der Trommel 10 Widerstand zu leisten, und dieser Widerstand ist in weitem· Maße der Kraft angepaßt, die erforderlich ist, um den Film bei 20 in seiner Ebene abzubiegen. Es₁ ist klar, daß die Filmschleife bei 20 eine plötzliche Bewegungsänderung von beträchtlicher Größe aufnehmen kann, ohne daß damit die Drehgeschwindigkeit der Trommel 1 in nennenswerter Weise beeinflußt wird.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des Schwungrades, welche die in Fig. 1 dargestellte Konstruktion ersetzen kann und bei der die Notwendigkeit entfällt, das Gewicht des Schwungrades auf die die Filmführungstrommel selbst tragenden Kugellager wirken zu lassen, wodurch die Lager für die FiIm¹-lührungsrolle erheblich leichter ausgeführt werden können. Diese Art der Schwungmassenlagerung ist bei Tonfilmgeräten der hier in Frage stehenden Gattung bereits bekannt. Gemäß Fig. 3 ruht das Schwungrad 11 auf einem Wellenzapfen 30, der in einem festen Lagerarm 31 eingelassen ist. Das Kugellager 32 sitzt auf dem feststehenden Zapfen 30 und. nimmt das gesamte Gewicht des Schwungrades auf. Der Trommeldeckel 10' ist in diesem Fall mit einer geeigneten öldichtung 33 versehen, um jeden Ölverlust in der umlaufenden Trommel an der Stelle zu vermeiden, wo· der Zapfen 30 aus dem Gehäuse austritt.

Fig. 4 zeigt eine magnetische Schlupfkupplung, bei der eine Wirbelstromscheibe 50 auf der Welle 7 mittels eines geeigneten Zwischengliedes 51 sitz und deren Magnete 52, 53 in beliebiger und geeigneter Anzahl an dem Schwungrad 11 vorgesiehen sein können.

Bei dieser Bauart wird jede Relativbewegung der Leitscheibe 50 in bezug auf die Magnete 52 Wirbelströme in dem Teil 50 zur Folge haben, welche etwa die gleiche Wirkung haben wie das öl bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1, und dieser Widerstand gegen die Relativbewegung ist proportional der Geschwindigkeit dieser Bewegung. Diese Bauart ist an sich ebenfalls bekannt und hat den Vorteil, daß¹ ihre Wirkung von der Temperatur unabhängig ist und daß hier kein Nachteil durch Ölverlust auftreten! kann. Andererseits, ist die Anordnung und Ausbildung der Magnete etwas teurer als die Ausführungsform nach Fig. 1.

In Fig. 5 ist eine Anordnung beschrieben, bei der durch Änderung der Reibungsverhältnisse zwischen Schwungrad und Gehäuse die von der Temperaturschwenkung herrührende Änderungen im der Viskosität der Mitnehmerflüssigkeit ausgeglichen werden,

In diesemi Fall ist der Körper 11 des Schwungrades mit einem zylindrischen Mantel 11' versehen, der mit der Schwungmasse 11 durch elastische Glieder, wie z. B. durch Federn 601, verbunden ist. Der Raum zwisehen dem Umfang des zylindrischen Mantels 11' und der Trommel 10 ist normalerweise der gleiche wie in Fig. 1, und auch bei dieser Ausführungsform ist das Gehäuse mit Öl angefüllt.

Der zylindrische Mantel 11' kann z. B. wie eine Kompensatiomsunruhe in Taschenuhren ausgebildet sein, so daß seine Teile sich zusammenziehen oder ausdehnen, sobald Temperaturänderungen auftreten und die Viskositat des. Öles kompensiert wird. Bei einer anderen Ausführungsform besteht die Trommel 10 aus einem Werkstoff mit relativniedrigem Ausdehnungskoeffizienten, z. B. aus Stahl, während der zylindrische Mantel 11' aus anderem Material besteht, das einen verhältnismäßig hohen Ausdehnungskoeffizienten hat, z. B. aus Messing oder Aluminium; in diesem Fall wird jeder Temperaturanstieg, der ein Sinken der Viskosität des Öles zur Folge haben würde, gleichzeitig eine Ausdehnung des zylindrischen Mantels 11' zur Folge haben, die größer ist als die Ausdehnung der Peripherie der Trommel 10, und der Raum zwischen diesen Teilen, wird daher verringert. Durch Wahl geeigneter Werkstoffe, welche den richtigen Ausdehnungsunterschied besitzen und deren Ausdehnung in richtiger Beziehung zu dem Zwischenraum und zur Viskositätsänderung desi Öles steht, wird das Drehmoment zwischen der Trommel 10 und dem· Schwungrad konstant oder gewünschten-

falls SO' gehalten werden können, daß es selbst eine Korrektur herbeiführen kann, die durch die Viskositätsänderung des Mediums und der Kugellagerung, bewirkt wird, obwohl diese bei dem gegenwärtigen Stand der Technik keine Schwierigkeiten mehr bereitet.

Fig. 6 zeigt eine Abänderung. Die Schwungmasse Jo befindet sich in dem Gehäuse 71 und weist an zwei gegenüberliegenden Stellen

ίο eine V-förmige Aussparung auf. Im diese Aussparungen ragen Flügel 73 hinein, die mit dem Gehäuse7i verbunden sind; die Schwungmasse 70 ist mit diesen Flügeln über die Federn 72 verbunden, welche bestrebt sind, die Flügel in der Mitte der Aussparung zu halten. Die Flügel 73 sind so' breit, daß sie die Schwungmasse überragen und vom Boden bis zum Deckel des Gehäuses 71 reichen. Das Gehäuse 71 ist wie in Fig. 1 vollkommen mit Öl ausgefüllt. Die Flügel 73 sind mit öffnungen 74 versehen, durch welche das öl hmdurchtreten kann, wenn irgendwie Relativbewegung zwischen Schwungrad 70 und der Trommel 71 auftritt, und da die Bewegung des Öles durch diese Öffnungen abhängig ist von dessen Viskosität, wird die Einrichtung in der gleichen Art wirken wie nach Fig. 1, nur daß hier eine starrere Verbindung zwischen dem Schwungrad und der es umgebenden Trommel vorhanden ist. Diese Bauart wird daher dort in erster Linie von Wert sein, wo relativ große Geschwindigkeitsänderungen bei relativ hohen Frequenzen auszugleichen sind, welche größer sind als bei der Einrichtung gemäß' Fig. 2, wo die Änderungen in bezug auf Größe und Periodenzahl verhältnismäßig gering sind.

Aus der Verschiedeniartigkeit der Ausführungsbeispiele ergibt sich von selbst, daß unter den Ausdrücken viskos und magnetische Kupplung an sich das gleiche in bezug auf dieWirkungsiweise der Erfindung zu verstehen ist und daß· diese nicht an die dargestellten Ausführungsbeispiele gebunden ist.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Tonfilm- oder Bildtonfilmgerät, bei dem zur Erzielung eines gleichförmigen Ablaufes des Filmbandes, an oder in der Nähe der Tonsteuerstelle eine glatte Rolle vorgesehen ist, die von dem zwischen dieser Rolle und der antreibenden Zackenrolle in elastischer Schleife geführten Filmband mitgenommen und dabei durch eine reibungsschlüssig mit der glatten Rolle gekuppelte Schwungmasse gedämpft wird, dadurch gekennzeichnet, daß¹ das Trägheitsmoment der glatten Rolle (1) einschließlich ihrer vorzugsweise auf Kugeln, gelagerten Welle (7) und der die Rolle mit der dämpfenden Schwungmasse (11) verbindenden Kupplungsanordnung (10, 10' bzw. 51) erheblich kleiner ist als das der dämpfenden Schwungmasse (11).
2. 2. Gerät nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet,-daß die Kupplungsanordnung so leicht ist, wie es die im Einzelfall erforderliche Präzision erlaubt.
3. 3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2 mit Flüssigkeitskupplung, dadurch gekennzeichnet, daß' die Kupplungsanordnung aus einer die Schwungmasse (11) mit geringem Spielraum umschließenden Trommel (10, 10') besteht und der Zwischenraum zwischen deren Wandung und 75·

   . der Schwungmasse mit einer Flüssigkeit, beispielsweise öl, ausgefüllt ist.
4. 4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrische Bohrung und Lagerung! der Schwungmasse (11) derart gewählt sind, daß zwischen der Achse (30) und der Schwungmasse (11) eine Ölkammer vorhanden, ist.
5. 5. Gerät nach· Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich von Viskositätsänderungen der Flüssigkeit infolge Temperaturänderung Schwungmasse (11) und die sie umgebende Trommel (10, 10') aus Werkstoffen unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizientens gefertigt sind oder die Schwungmasse (n) nach Art einer Kompensationsunruhe ausgebildet ist, so daß der Abstand zwischen Schwungmasse (τι) und Trommel (10, io') in Abhängigkeit von der Temperatur geändert wird.

   Zur Abgrenzung des Ernndungsgegenstands vom Stand der Technik -sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

   Deutsche Patentschriften Nr. 387 058,

   426808;
   österreichische Patentschriften Nr. 110 999, 124.384;

   französische Patentschriften Nr. 679 177,

   705522, 715045;
   USA.-Patentschrift Nr. 1 302 701.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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