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Malteserkreuzgetriebe zum beschleunigten Schalten kinematographischer
Filme Die Erfindung betrifft ein Malteserkreuzgetriebe zum beschleunigten Schalten
kinematographischer Filme, bei dem das das Malteserkreuz periodisch fortschaltende
Einzahnrad mit einer Geschwindigkeit umläuft, die während eines Bruchteils seiner
Umdrehung wächst, dagegen während des anderen Bruchteils abnimmt und bei dem die
Mitnahme des Malteserkreuzes dann stattfindet, wenn das Einzahnrad Geschwindigkeiten
annimmt, die im Nahbereich seiner Maximalgeschwindigkeiten liegen, wobei das Einzahnrad
von einer mit einer Führungsnut versehenen Antriebsscheibe nach Art einer umlaufenden
Kurbelschleife angetrieben wird, die mit konstanter Geschwindigkeit umläuft. Derartige
Getriebe sind bereits bekannt. Die bekannten Getriebe weisen jedoch den Nachteil
auf, daß der Schwerpunkt der Schwungmasse der gleichförmig umlaufenden Antriebsscheibe
einen gewissen axialen Abstand von der Ebene des Einzahnrades hat und daß die infolge
der hohen Beschleunigungen auftretenden Stöße und Vibrationen, denen der Einzahn
unterliegt, über ein verbindendes Wellenstück auf die Schwungmasse übertragen werden;
hierdurch treten Kräftepaare auf, die eine stoßartige Belastung der Lager bewirken
und daher einen geräuschvollen Lauf und einen raschen Verschleiß des Getriebes verursachen.
Darüber hinaus wird das übertragende Wellenstück auf Torsion
beansprucht,
was das Auftreten schädlicher Schwingungen begünstigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Malteserkreuzgetriebe
zu schaffen, das so gestaltet ist, daß seine Lager u. dgl. stoßartigen Belastungen
nicht ausgesetzt sind, um beim Lauf die Geräuschbildung nach Möglichkeit zu verringern.
Erfindungsgemäß ist die Antriebsscheibe mit einem Schwungring versehen, dessen Form
so gewählt ist, daß sein Schwerpunkt sich ungefähr in der mittleren Ebene des Einzahnrades
befindet, so daß Stöße und Vibrationen, denen der Einzahn unterliegt, durch den
Schwungring absorbiert werden.
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Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung wird das in der Schwerpunktsebene
des Schwungringes befindliche Einzahnrad von einem Stift oder Daunen angetrieben,
der eine Verlängerung des das Malteserkreuz treibenden Einzahnes darstellt und in
einen in einer Führungsnut der Antriebsscheibe gleitbeweglichen Schieber eingreift,
wobei die Antriebsscheibe in bezug auf das Einzahnrad in an sich bekannter Weise
exzentrisch gelagert ist.
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Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die den Antrieb des Einzahnrades
bewirkenden Kräfte auf kürzestem Wege auf das Malteserkreuz übertragen werden, wodurch
das Auftreten weiterer schädlicher Kräftepaare und einer damit verbundenen stoßartigen
Beanspruchung der Lager, welche naturgemäß Vibrationen und Geräusche zur Folge hätte,
weitgehend vermieden wird.
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Der Schieber besteht vorzugsweise aus einem Stoff, der einen hohen
Widerstand gegen Abnutzung besitzt und die Fähigkeit hat, infolge großer innerer
Dämpfung Schwingungen wirksam zu unterdrücken.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
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Fig. I ist eine schematische Aufsicht auf das Getriebe in Achsrichtung;
Fig. 2 ist eine ähnliche Aufsicht einer etwas abgeänderten Ausführungsform; Fig.
3 ist ein Schnitt nach X-Y der Fig. I bzw. X-Y' der Fig. 2; Fig. 4, 5 und 6 sind
perspektivische Darstellungen, die lediglich der Erläuterung der fortschrittlichen
Wirkung des Erfindungsgegenstandes dienen.
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Das Malteserkreuz I ist um die Achse 2 drehbar. Es wird durch den
Einzahn 3 angetrieben, der an dem Einzahnrad 4 befestigt ist. Das Einzahnrad 4 ist
um die zur Achse 2 parallele Achse 5 drehbar. Die Achse 5 befindet sich auf der
gleichen Seite des Einzahnrades 4 wie das Malteserkreuz. Das Einzahnrad wird durch
einen Stift oder Daumen 3' angetrieben, der eine Verlängerung des Einzahnes 3 darstellt.
Der Daumen 3' greift in eine Bohrung eines Schiebers 6 ein, der in einer Führungsnut
einer Antriebsscheibe 7 gleitet. Die Antriebsscheibe 7 ist um eine Achse 8 drehbar,
die gegenüber der Achse 5 versetzt ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. I befindet
die Achse 8 sich in der Ebene der Achsen 2 und 5, bei der Ausführungsform nach Fig.
2 außerhalb dieser Ebene. Die Antriebsscheibe 7 wird über ein Zahnrad II von einem
in der Zeichnung nicht dargestellten Motor mit gleichförmiger Geschwindigkeit angetrieben.
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Mit der Antriebsscheibe 7 ist ein Schwungrad 7' fest verbunden. Die
Form des Schwungrades ist so gewählt, daß es das Einzahnrad 4 und das Malteserkreuz
I umgreift. Sein Schwerpunkt liegt ungefähr in der mittleren Ebene Z-Z' des Einzahnrades.
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Das Schwungrad 7' besteht vorzugsweise aus Bronze, um bei kleinen
Abmessungen eine verhältnismäßig große Masse zu haben. Der Schieber 6 besteht aus
einem Stoff, der einen hohen Widerstand gegen Abnutzung besitzt und die Fähigkeit
hat, infolge großer innerer Dämpfung Schwingungen wirksam zu unterdrücken.
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Die Wirkungsweise des Getriebes ist folgende: Die aus der Antriebsscheibe
7 und dem Schieber 6 bestehende Einheit erteilt dem Daumen 3' und daher dem Einzahn
3 eine bei jeder Umdrehung des Schwungrades abwechselnd beschleunigte und verzögerte
Bewegung, wenn das Schwungrad mit gleichförmiger Geschwindigkeit angetrieben wird.
Es ist ohne weiteres einzusehen, daß beispielsweise im Falle der Fig. 2 der Einzahn
3 in das Malteserkreuz eingreift, wenn er sich einerseits in der Periode der Beschleunigung
befindet und andererseits seine augenblickliche Geschwindigkeit seine mittlere Geschwindigkeit
übertrifft, und daß er das Malteserkreuz verläßt, wenn er die volle Geschwindigkeit
hat.
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Wenn das Malteserkreuz nicht mehr mitgenommen wird, kommt der Film
infolge der Reibung zum Stillstand. Bei der nächsten Umdrehung greift der Einzahn
3 dann abermals in das Malteserkreuz ein, so daß der Film von neuem mitgenommen
wird.
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Wenn der Einzahn 3 in das Malteserkreuz eingreift, wirkt dies so,
als ob sich der Drehung des Schwungrades 7' ein plötzliches Hindernis entgegenstellt.
Infolge der in dem Schwungrad aufgespeicherten lebendigen Kraft entsteht dabei ein
Kräftepaar, dessen eine Kraft die Kraft ist, die der Einzahn auf das Malteserkreuz
ausübt, und dessen andere Kraft über die Achse des Schwungrades auf das Lager derselben
einwirkt.
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Fig. 4 zeigt die Auswirkung dieser Kräfte bei der bisher bekannten
Anordnung, während Fig. 5 die Auswirkung derselben bei einer Anordnung nach der
Erfindung zeigt. (Das Einzahnrad 4 ist der- Einfachheit halber fortgelassen, was
jedoch nichts an den prinzipiellen Verhältnissen ändert.) Wie aus Fig.4 zu ersehen,
nimmt das Lager die Kraft R' auf, während bei Fig. 5 die gleiche Kraft, die durch
den Schwerpunkt des Schwungrades 7' geht, durch die Trägheit desselben aufgenommen
wird. Die Trägheit des Schwungrades verhindert daher einen harten Schlag auf das
Lager. Gleichzeitig wird bei dieser Anordnung verhindert, daß die Welle 8 in rascher
Folge wechselnden Torsionsbeanspruchungen ausgesetzt wird.
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Die Anordnung nach der Erfindung hat den weiteren Vorzug, daß die
Antriebskraft auf kürzestem Wege von dem Daumen 3' auf den Einzahn 3 übertragen
wird.
Dies ist in Fig. 6 erläutert. Das Einzahnrad 4 hat praktisch keinerlei Energie zu
übertragen und wirkt lediglich als Führung. Im Moment der Mitnahme des Malteserkreuzes
entsteht zwar ein Kräftepaar, dessen Kräfte R und R' am Daumen 3' bzw. am Einzahn
3 angreifen. Das Kippmoment dieser Kräfte ist jedoch verhältnismäßig gering, da
es von den Lagern der Welle 5 aufgenommen wird, die einen verhältnismäßig großen
Abstand voneinander haben, so daß die auf die Lager ausgeübten Kräfte r und r' vernachlässigbar
sind und praktisch keine Schwingungen hervorrufen.
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Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß die vorstehend
erwähnten Gesichtspunkte eine große Bedeutung haben, da die Beschleunigung des Films
die Größenordnung von Kilometern pro Quadrat der Sekunde hat.
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Die Wirkungsweise des Getriebes nach der Erfindung wird noch weiter
verbessert, wenn der Schieber 6 aus einem Stoff hergestellt wird, der einen hohen
Widerstand gegen Abnutzung und die Fähigkeit hat, infolge großer innerer Dämpfung
Schwingungen wirksam zu unterdrücken.
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Bei einer Bildfolge von 24 Bildern pro Sekunde muß das Malteserkreuz
in 1/9B Sekunde vom Stillstand auf eine Geschwindigkeit beschleunigt werden, die
einer Umdrehung von 3500 Umdrehungen pro Minute entspricht, worauf es wieder
zum Stillstand kommt.
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Zwischen dem Schwungrad und der Fortschaltvorrichtung (Malteserkreuz
mit den in den Film eingreifenden Zahnrädern) erfolgen daher starke und plötzliche
Energiewanderungen, durch die auf den Einzahn erhebliche Kräfte ausgeübt werden.
Diese Kräfte erzeugen bei der vorbekannten Ausführungsform Gegenkräfte gleicher
Größenordnung, die sich auf die Lager auswirken. In ähnlicher Weise wird dabei die
Welle des Schwungrades rasch aufeinanderfolgenden, starken Torsionsbeanspruchungen
ausgesetzt, die gefährliche Schwingungen hervorrufen.
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Bei jeder Vergrößerung der Laufgeschwindigkeit des Films steigen die
genannten Stöße und Schwingungen rapide an, wobei der erzeugte Lärm sich außerordentlich
stark vergrößert, da ein gewisses Lagerspiel des leichten Ganges wegen nicht entbehrt
werden kann und der Ölfilm in den Lagern des Schwungrades und des Malteserkreuzes
infolge der plötzlichen, starken Stöße zerreißt. Durch die Anordnung nach der Erfindung
werden diese Stöße und deren nachteilige Folgen jedoch weitgehend verringert.