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Dispositif pour régulariser l'entraînement d'un corps en forme de bande ou de fil.
La présente invention a pour objet un dispositif dans lequel est entraîne un corps en forme de bande ou de fil. C'est le cas, par exemple, pour les machines de bobinage de bandes de papier et de métal pour condensateurs, les machines de bobinage de fil sur les noyaux de transformateur, les appareils d'enregistrement ou de reproduction de films sonores et autres dispositifs analogues.
On s'efforce toujours de réaliser les dispositifs de bobinage de manière que l'organe en forme de bande ou de fil soit entraîne autant que possible uniformément afin que toutedétérioration soit évitée. Cependant, les conditions
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sont souvent de nature à s'opposer à la suppression d'irré- gularités d'entraînement. Ainsi, par exemple, il arrive sou- vent qu'au cours du bobinage d'un fil ou d'une bande la ma= tière doit se dérouler d'un rouleau dont le noyau a une section non circulaire, pour être enroulé sur un rouleau dont le noyau a une section rigoureusement circulaire, ou inverse- ment.
Il est facile à comprendre que, par suite, l'enroule- ment ou le déroulement du rouleau de section circulaire s'ef- fectue par saccades, ce qui peut occasionner la rupture de la matière, lorsque les vitesses sont relativement grandes.
Dans les appareils d'enregistrement et de reproduction de films sonores on se heurte à des difficultés analogues. On désigne ici par "films sonores" tant des films optiques mu- nis d'une ou plusieurs inscriptions acoustiques accompagnantes que des films ne portant qu'une ou plusieurs inscriptions de ce genre. Il est non seulement nécessaire pour l'enregistre- ment ou la reproduction de veiller à ce que le film soit en- dommagé le moins possible par suite de 1'entraînement irré- gulier, mais il faut également, comme on le sait, que l'en- traînement du film à travers le poste où les inscriptions acoustiques sont enregistrées ou reproduites s'effectue autant que possible uniformément, étant donné que des écarts même très minimes de l'uniformité produisent une déformation per- ceptible soit des inscriptions à enregistrer soit des sons à reproduire.
Or, les méthodes courantes d'entraînement de films sont de nature à provoquer nécessairement des irrégu larités de l'entrainement. Ainsi, par exemple, on a constaté qu'une des sources des dérangements est constituée par les rouleaux qui, pour l'entraînement du film, sont munis de dents s'engageant dans des perforations du film.
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Lorsque le film s'allonge ou se raccourcit à la lon- gue' , les dents ne s'adaptent plus exactement dans les perforations, ce qui occasionne un entrainement saccadé du film.
Dans certains cas les irrégularités peuvent provenir de l'entraînement au moyen de rouleaux lisses qui ne sont pas actionnés uniformément. Lors de l'entraînement d'un film optique muni d'un enregistrement acoustique, il peut en outre arriver que par suite de l'entrainement par croix de Malte couramment utilisé encore, le mouvement intermittent du film le long de la fenêtre de projection exerce une influence fâcheuse sur le mouvement du film devant l'endroit où ont lieu l'enregistrement ou la reproduction acoustiques.
Pour supprimer ces difficultés on a déjà proposé d'incorporer aux mécanismes d'entraînement desdits dispositifs des organes ayant pour but d'aplanir les irrégularités de mouvement. Ainsi, par exemple, on a déjà proposé de monter dans les divers mécanismes d'entraînement de films sonores des masses rotatives supplémentaires, telles que des volants.
Cependant, quelque lourdes que soient ces masses, elles conserveront toujours en raison de forces ou de vibrations pulsatoires, un certain degré d'irrégularité, de sorte qu'elles sont capables d'aplanir des vibrations, mais jamais de les absorber ou amortir complètement. En outre, ces masses lourdes présentent entre autres l'inconvénient qu'en vue de l'accélération des masses lors du démarrage la force d'entraîne- ment du dispositif doit être plus grande qu'en l'absence de ces masses et on court le risque qu'au cours du démarrage le film se rompe ou soit au moins endommagé du fait que les masses nécessitent un certain temps pour atteindre la vitesse requise.
Il est vrai que pour supprimer cet inconvénient on a utilisé encore d'autres moyens, mais la plupart de ces moyens
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ne sont pas capables d'éviter au cours du démarrage la production d'une déformation du son ou de l'enregistrement par suite du fait que les masses n'acquièrent pas immédiatement la vitesse exacte.
La présente invention permet d'assurer que l'entrainement d'un organe en forme de bande ou de film soit pratiquement exempt de tout dérangement ainsi que des inconvénients inhérents aux moyens connus.
Tandis que l'effet d'amortissement des volants et dispositifs analogues dont il est question ci-dessus repose sur l'effet d'inertie de masses tournant autour d'un axe fixe - puisqu'une masse tournant autant que possible uniformément ne peut imprimer un mouvement analogue à un corps en forme de bande ou de fil qui lui est accouplé, que lorsqu'elle tourne autour d'un axe fixe - on utilise suivant l'invention pour guider le corps un organe, de préférence un rouleau ou un groupe de rouleaux pouvant tourner sur un axe ayant au moins un degré de liberté de mouvement. Si l'on utilise un groupe ou équipage de rouleaux, chacun des rouleaux peut être mobile autour de son propre axe, tandis que l'équipage de rouleaux est monté dans un cadre pouvant tourner autour d'un axe ayant un degré de liberté de mouvement.
Suivant l'invention, la masse du rouleau est distribuée par le choix de sa forme et de ses dimensions de manière que dans le cas où une force ou vibration pulsatoire survient dans le corps entraîné, sur l'un des côtés de l'organe, ce- lui-ci se mette à basculer ou à osciller autour d'un axe qui coïncide avec.la ligne, ou est situé près de la ligne le long de laquelle le corps vient pour la première fois en contact avec l'organe sur l'autre coté ou le quitte, respectivement.
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Par "force pulsatoire" on doit entendre ici la notion théorique de "force pulsatoire". La force peut donc être tant une force pulsatoire proprement dite qu'une force de traction de courte durée et on peut, la cas échéant, supposer qu'elle est superposée à la force nécessaire à l'entraînement continu.
On peut obtenir la distribution de la masse du rouleau comme l'envisage l'invention, par exemple, en munissant le rouleau d'au moins une bride de forme et de dimensions convenables. Il est également possible de munir le rouleau d'une ou plusieurs bielles perpendiculaires à son axe longitudinal, sur lesquelles sont montés des poids disposés symétriquement.
L'action du rouleau qui fait l'objet de l'invention repose sur la constatation faite par la demanderesse et décrite ci-après avec référence aux figs. 1 et 2 des dessins annexés. Ces figures montrent un rouleau plein 1 suspendu librement dans une boucle d'une bande 2, par exemple d'un film.
On suppose qu'une force de traction P survient brusquement dans la partie de droite 3 de la boucle. Si l'on veut empêcher cette force d'agir sur le mouvement de la partie de gauche 4 de la boucle, la condition doit être que la génératrice commune du rouleau et du film, qui est désignée par le point 5 dans la vue en coupe de la fig. 1, reste au repos. Dans ce cas, la force P aura pour effet de faire tourner le rouleau autour de la génératrice.
Si des forces de traction et des forces pulsatoires surviennent successivement, ou en d'autres termes, si P change périodiquement de signe, le rouleau se mettra à tourner ou à osciller successivement dans les deux directions autour de la génératrice. Evidemment il n'est pas impossible que le
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rouleau refoule alors le film légèrement dans la direction latérale. Cependant, il n'en résultera aucun mouvement de la partie de boucle 4 suivant la direction de la longueur du film.
En outre, par suite du fait que la force exercée est une force pulsatoire, c'est-à-dire une force n'atteignant une très grande valeur que pendant un laps de temps très court, les déplacements latéraux seront assez faibles pour que dans la pratique aucune influence nuisible ne soit perceptible dans la partie de boucle 4.
L'effet des forces pulsatoires alternatives P sera donc en réalité que le rouleau se mettra à osciller avec de très petites amplitudes autour de ladite génératrice. Pour pouvoir exprimer cet effet d'une manière convenable, on le désigne sous le nom de "basculer ou osciller".
La condition ci-dessus mentionnée, consistant à ce que la génératrice passant à travers le point 5 reste au repos, peut être remplie dans la pratique de la manière suivante :
En général, la force P imprimera au point 5 de la vue en coupe montrée sur la fig. 1 une accélération de rotationëautour de l'axe 6 dans la direction de la flèche 7 et une accélération de translation a dans la direction de la flèche 8. C'est facile à comprendre, si l'on considère que rien ne varie dans la condition donnée lorsque deux forces opposées P agissent dans le centre de gravité du rouleau, centre qui est situé dans l'axe 6. Ces forces sont montrées en pointillé sur la fig. 1.
On peut supposer que les forces supplémentaires ont pour effet de remplacer la force de P par un couple de forces M = P x r (r étant le rayon du rouleau) et une force P qui agit dans le centre de gravité du rouleau et qui imprime à l'ensemble du rouleau une accélération de
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translation atransl. suivant la direction de la flèche 8. Si la génératrice passant par le point 5 doit rester au repos, il faut que l'accélération du point 5 imprimée par la rota- tion arot soit égale à atransl.
L'accélération angulaire est déterminée par M = I.O, où I désigne le moment d'inertie de la masse du rouleau au- tour de l'axe 6.
II résulte de ce qui précède que Ú=px/I r L'accélération de rotation du point 5 est donc: arot. =RxÚ=pxr2/I
L'accélération de translation par l'effet de P peut être trouvée par:
P = m x atransl. où m désigne la masse du rouleau; donc : a=p transl. = m
Il est donc nécessaire que suivant la condition p/m= P x r2 ou 1 = m x r2. (1) m I Cependant, ainsi qu'on le sait, on peut représenter le moment d'inertie par
1 = m xp2, (2) la masse devant être supposée d'être concentrée et distribuée uniformément sur une surface de révolution décrite autour de l'axe 6 avec un rayon/? égal au rayon d'inertie.
Il découle de (1) et (2) que la condition est remplie si/10 = r. On peut s'en approcher en faisant le rouleau creux au lieu de plein, ainsi qu'on le voit par la différence entre le rouleau de la fig. 3 (rouleau plein) et celui de la fig.4 (rouleau creux). Il apparait donc que pour pouvoir atteindre le résultat voulu,,il faut que la masse soit déplacée vers
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l'extérieur. Suivant l'invention, on obtient ce résultat, par exemple, en munissant le rouleau d'au moins une bride et en lui donnant une certaine forme et certaines dimensions qu'on peut trouver par le calcul. Un rouleau de ce genre qui satisfait pratiquement aux conditions requises est montré sur les figs. 5 et 6.
Le rouleau est muni de deux brides 9 conformées de manière qu'une partie 10 puisse faire fonction de noyau de support pour le film. Bien entendu, il n'est pas indispensable pour la fonction du rouleau qui vient d'être indiqué que l'angle dont le film porte contre le rouleau soit de 180 comme c'est montré sur la fig. 1. Des angles plus petits sont également admissibles. Dans certains cas aussi, une seule bride suffira.
Les figs. 7, 8, 9 et 10 montrent à titre d'exemple quelques applications du rouleau conforme à l'invention.
La fig. 7 montre schématiquement comment dans une machine de bobinage un fil ou bande 11 est déroulé d'un rouleau magasin 12 de section carrée et est enroulé sur un rouleau 13 de section circulaire entraîné d'une manière continue. Afin d'éviter que l'influence des forces P, qui surviennent par saccades par suite du déroulement irrégulier du rouleau 12, se propage jusqu'au rouleau 13, on fait passer la bande ou film sur trois rouleaux 14,15 et 16 dont le rouleau 15 est constitué par un rouleau conforme à l'invention, ce qu'on peut voir clairement sur la figure par la bride représentée 17. L'axe du rouleau 15 est fixé à un levier 19 qui est commandé par un ressort 18 et qui peut tourner en 20. Il est évident que le ressort peut être remplacé par un poids ou un piston soumis à la pression d'air, ou par des moyens analogues.
Pour obtenir l'effet envisagé par l'invention il est
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nécessaire de tenir compte aussi des masses du levier 19 et du ressort 18 qui déterminent aussi l'accélération de translation a p/m du point 5 de la fig. 1. Le moment d'inertie de la masse du rouleau doit donc être accru légèrement d'une manière correspondante par un poids plus lourd des brides, c'est-à-dire que le rayon d'inertie du rouleau doit être plus grande que le rayon r du noyau de support 10 pour le fil ou la bande.
Dans la suspension représentée, le rouleau 15 a un degré de liberté de mouvement. Il va de soi que cette suspension de même que celle du rouleau des figures suivantes n'est donné qu'à titre d'exemple. Evidemment, il est également possible de donner au rouleau plus d'un degré, par exemple deux degrés, de liberté en l'accrochant à un système de leviers rendant possible un mouvement du rouleau qui diffère de celui autour du pivot 20.
La suspension représentée présente, au point de vue de ce qui a été dit ci-dessus au sujet des déplacements latéraux de la bande ou du fil, l'avantage que dans ce cas ces déplacements sont très minimes, parce que l'axe du rouleau étant fixé à un levier n'a pas la même liberté de mouvement que l'axe du rouleau montré sur la fig. 1. Il s'ensuit que le levier se met à osciller également et par suite détermine aussi l'amplitude des oscillations exécutées par le rouleau. Ces amplitudes peuvent donc Être' très minimes. La fixation au levier oscillant présente l'avantage additionnel qu'on peut utiliserla position du levier pour agir sur la vitesse du moteur d'entraînement. Il en sera encore question plus tard lorsqu'on traitera des appareils à film sonore.
La fig. 8 montre schématiquement un dispositif de bobinage presque analogue à celui de la fig- 7. Il en diffère
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en ce que la bande ou le fil se déroule d'un rouleau de section circulaire et s'enroule sur un rouleau de section carrée qui est actionné d'une manière continue. Souvent, on utilise cette méthode de bobinage pour enrouler du fil sur de petits noyaux de transformateur. Pour plus de clarté, les parties qui correspondent à celles de la fig. 7 sont désignées par les mêmes chiffres de référence.
Ainsi qu'il a été dit ci-dessus, il y a avantage à appliquer l'idée inventive aux dispositifs servant à l'enregistrement ou à la reproduction de films sonores, parce qu'il est ainsi possible de supprimer sensiblement non seulement les dérangements provenant de l'entraînement intermittent du film dans la partie optique et ceux provenant de l'entraîne- ment irrégulier entre les endroits où ont lieu l'enregistrement ou la reproduction optique et acoustique,mais aussi les dérangements provenant de l'entraînement par le galet entratneur situé en-deçà du tambour de bobinage et muni de dents dans la plupart des cas.
La fig. 9 représente un mode de réalisation d'un dispositif servant à la reproduction d'un film optique muni d'une inscription sonore, le but étant de supprimer les dérangements mentionnés en dernier lieu.
21 désigne le film qui est déroulé d'un tambour magasin 23 par un rouleau entraîné 22 et qui est enroulé sur un tambour 25 par l'intermédiaire d'un rouleau entraîné 24.
Les deux rouleaux 22 et 24 sont entraînés par un seul moteur, de préférence un moteur électrique, qui pour plus de clarté n'est pas représenté. Les rouleaux 22 et 24 sont associés à un appareil de projection ordinaire et la partie du film située entre les rouleaux forme une boucle passant dans la partie acoustique qui constitue un équipage distinct.
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Au-delà du rouleau 22 le film est tiré le long de la fenêtre de projection 28 par un rouleau 29 actionné par un dispositif non représenté, par exemple la commande connue à croix de Malte. Il passe ensuite sur deux petits rouleaux 30 et 31 ayant pour but d'aplanir dans la mesure du possible le mouvement.saccadé du film occasionné par l'entraînement intermittent. Le film passe sur deux rouleaux 32 et 33. L'ar- bre 34 du rouleau 33 actionne par l'intermédiaire d'un accou- plement à roues dentées 35, 36, l'arbre 37 d'un régulateur centrifuge 38. Le régulateur est muni de la manière habituelle d'un disque de freinage 39 s'appuyant pour les diverses posi- tions des poids 40 avec des pressions différentes contre un sabot de freinage fixe 41.
Au-delà des rouleaux 32 et 33 le film passe sur un guide incurvé 42 percé, au poste de reproduction de la bande- son du film, d'une ouverture 43 à travers laquelle tombe de la manière habituelle la lumière d'une source lumineuse 44, par exemple une lampe à incandescence, à travers un objectif 45 et le film sur une cellule photo-électrique 46 permettant de convertir les enregistrements acoustiques du film en cou- rants électriques. La cellule est couplée au circuit d'entrée d'un amplificateur non représenté.
Au-delà du guide le film passe sur un galet de guidage 48 et un galet 49 disposé de manière que la boucle de film 50 formée en cet endroit subisse toujours la même tension.
Enfin, le film est amené, par l'intermédiaire du pignon denté 24., au tambour 25.
Le galet tendeur 49 est monté sur un levier 53 pou- vant tourner en 52 et assurant, au moyen d'un ressort à bou- din 55 dont l'une des extrémités est attachée rigidement en 54, tandis que l'autre extrémité est fixée au levier, que la
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boucle 50 subisse la tension requise. Le levier est muni, en outre, d'une tige 56 portant à son extrémité libre 57 un contact 58. Sur l'arbre 37 du régulateur est monté un petit excentrique 59 qui en tournant met en vibration rapide un ergot 60 pouvant coulisser suivant la direction de son axe longitudinal et portant un contact 61. Les deux contacts sont intercalés de la manière bien connue dans le circuit du moteur de commande et court-circuitent périodiquement une résistance intercalée dans ce circuit.
On utilise le régulateur de la manière suivante pour régler la vitesse du moteur, si elle s'écarte de la valeur qui est nécessaire à l'entraînement régulier du film devant la fenêtre du son 43: Grâce à la présence du régulateur, le film possède en cet endroit une vitesse pratiquement constante.
Si pour une cause quelconque, par exemple par l'effet d'une variation de la tension du réseau ou d'une résistance dans la marche de l'appareil de projection, la vitesse du moteur varie, la boucle du film située au-delà du guide pourra augmenter ou diminuer de longueur par suite de la constance de la commande par le régulateur. Ceci provoque le déplacement du levier 53 avec le contact 58 qui est relié à ce dernier, ce qui modifie la durée de contact entre les deux contacts 58 et 61.
Par suite, la durée de court-circuit de la résistance et, par conséquent, la vitesse du moteur se trouvent modifiées de manière que le film se déplace avec une vitesse constante le long de la fenêtre du son. Il est évident que près de la fe- nêtre du son la vitesse du film subira une faible modification, cette dernière étant, toutefois, assez faible pour être imperceptible à l'oeil.
Dansia pratique on constante que lorsque le film s'al- -
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longe ou se raccourcit le mouvement devant la fenêtre du son n'est plus uniforme par suite de l'entraînement par le rouleau 25, mais s'effectue par saccades. Cela peut arriver également du fait que l'entraînement intermittent du film dans l'appareil de projection par l'intermédiaire des divers organes d'entraînement agit sur le mouvement du rouleau 24. Le son à reproduire est déformé par suite de ces saccades.
On peut concevoir le mouvement du film au rouleau 24 comme un mouvement continu auquel est superposé un mouvement variable occasionné par des forces pulsatoires. En munissant le galet 49 de brides 51 de la manière décrite ci-dessus; on peut empêcher l'effet variable de la force de se propager jusqu'à la partie du film qui est entraînée le long de la fe- nétre du son 43. Toute déformation du son par suite de l'entraînement irrégulier par le rouleau 24 est ainsi impossible.
Dans le mode de réalisation représenté, le galet 49 est monté, suivant l'invention, sur le levier qu'on utilise pour le réglage de la vitesse du moteur, parce que c'est le montage le plus efficace en l'espèce. Cependant, il sera évident qu'il n'est pas indispensable de monter le galet 49 de cette manière, mais qu'il peut être supporté de toute autre manière assurant au moins un degré de liberté de mouvement à l'axe du galet.
Bien que le mouvement intermittent du film dans l'appareil de projection soit aplani en majeure partie par des rouleaux 30 et 31 et aussi par le régulateur, son influence reste ,pourtant perceptible sans certains cas dans le mouvement du film devant la fenêtre du son. Parfois, l'entraînement du régulateur provoque des dérangements, par exemple lorsqu'il est entraîné par l'intermédiaire de roues dentées, telles que les pignons 35, 36 sur la fig. 9. Comme le régula-
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teur peut aussi être utilisé dans le même but pour l'entrai- nement de films ne portant qu'un ou plusieurs enregistrements acoustiques, les dérangements provenant du régulateur peuvent survenir également au cours de l'enregistrement ou de la reproduction de films de ce genre.
Dans tous ces cas, il y a avantage à monter entre la fenêtre de projection et la fenêtre du son ou entre le régulateur et la fenêtre du son un galet conforme à l'invention.
La fig. 10 est une vue détaillée d'une disposition de ce genre. Elle correspond en substance à la fig. 9. On y verra que, entre le régulateur et la fenêtre du son un galet 62 est monté d'une manière identique au galet 49, de sorte que son fonctionnement ne demande pas d'autres explications.
Dans ce mode de réalisation, on a donc monté de part et d'autre du guide 42 dans lequel la fenêtre du son 43 est ménagée des galets conformes à l'invention, de sorte que les dérangements sur les deux côtés sont absorbés par les galets.
En général, on peut dire que tout dérangement de l'entraînement quelle qu'en soit la cause, est empêché par le galet conforme à l'invention de se propager dans le film jusqu'à l'endroit où a lieu l'enregistrement ou la reproduction acoustique, ce qui rend possible un enregistrement ou une reproduction du son exempts de déformation.
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Device for regulating the drive of a body in the form of a strip or wire.
The present invention relates to a device in which is driven a body in the form of a strip or wire. This is the case, for example, for machines for winding paper and metal strips for capacitors, machines for winding wire on transformer cores, apparatus for recording or reproducing sound films and other devices. analogues.
Every effort is made to make the winding devices in such a way that the strip or wire-shaped member is driven as uniformly as possible so that any deterioration is avoided. However, the conditions
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are often of a nature to oppose the elimination of training irregularities. Thus, for example, it often happens that during the winding of a wire or a strip the material must unwind from a roll whose core has a non-circular cross-section, in order to be wound on a roll. roller whose core has a strictly circular section, or vice versa.
It is easy to understand that, as a result, the winding or unwinding of the roll of circular section takes place in jerks, which can cause the material to break when the speeds are relatively high.
Similar difficulties are encountered in sound film recording and reproducing apparatus. The term “sound films” denotes both optical films provided with one or more accompanying acoustic inscriptions and films bearing only one or more inscriptions of this type. It is not only necessary for recording or reproduction to ensure that the film is damaged as little as possible as a result of the irregular training, but it is also necessary, as is known, that the film is damaged as little as possible. The driving of the film through the station where the acoustic inscriptions are recorded or reproduced takes place as uniformly as possible, since even very small deviations in uniformity produce a perceptible distortion of either the inscriptions to be recorded or sounds to reproduce.
However, the current methods of driving films are such as necessarily to cause irregularities in the training. Thus, for example, it has been observed that one of the sources of the disturbances is constituted by the rollers which, for driving the film, are provided with teeth engaging in perforations in the film.
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When the film lengthens or shortens, the teeth no longer fit exactly in the perforations, which causes jerky entrainment of the film.
In some cases the irregularities can arise from the drive by means of smooth rollers which are not actuated uniformly. When driving an optical film provided with an acoustic recording, it can also happen that as a result of the Maltese cross training still commonly used, the intermittent movement of the film along the projection window exerts an unfortunate influence on the movement of the film in front of the place where the acoustic recording or reproduction takes place.
In order to overcome these difficulties, it has already been proposed to incorporate into the drive mechanisms of said devices members intended to level out irregularities of movement. Thus, for example, it has already been proposed to mount additional rotating masses, such as flywheels, in the various sound film drive mechanisms.
However, however heavy these masses are, they will always retain due to pulsating forces or vibrations a certain degree of irregularity, so that they are capable of smoothing out vibrations, but never of absorbing or completely damping them. In addition, these heavy masses have, among other things, the drawback that, in view of the acceleration of the masses during starting, the driving force of the device must be greater than in the absence of these masses and one runs the risk that during start-up the film will break or at least be damaged because the masses require a certain time to reach the required speed.
It is true that to eliminate this inconvenience we have used still other means, but most of these means
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are not able to avoid during start-up production of sound or recording distortion due to the masses not immediately acquiring the correct speed.
The present invention makes it possible to ensure that the driving of an organ in the form of a strip or film is practically free from any disturbance as well as from the drawbacks inherent in known means.
While the damping effect of flywheels and the like discussed above is based on the inertia effect of masses rotating around a fixed axis - since a mass rotating as uniformly as possible cannot print a movement analogous to a body in the form of a strip or wire which is coupled to it, only when it rotates around a fixed axis - according to the invention, an organ, preferably a roller or a group, is used to guide the body rollers rotatable on an axis having at least one degree of freedom of movement. If a set or crew of rollers is used, each of the rollers may be movable about its own axis, while the set of rollers is mounted in a frame capable of rotating about an axis having a degree of freedom of movement. .
According to the invention, the mass of the roller is distributed by the choice of its shape and dimensions so that in the event that a pulsating force or vibration occurs in the driven body, on one of the sides of the organ, this begins to tilt or oscillate about an axis which coincides with the line, or is situated near the line along which the body first comes into contact with the organ on the line. on the other side or leaves it, respectively.
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By "pulsating force" we must understand here the theoretical notion of "pulsating force". The force can therefore be both a pulsating force proper and a short-term tensile force and it can be assumed, if necessary, that it is superimposed on the force necessary for the continuous drive.
The mass distribution of the roll can be obtained as envisaged by the invention, for example, by providing the roll with at least one flange of suitable shape and dimensions. It is also possible to provide the roller with one or more connecting rods perpendicular to its longitudinal axis, on which weights arranged symmetrically are mounted.
The action of the roller which is the subject of the invention is based on the observation made by the applicant and described below with reference to FIGS. 1 and 2 of the accompanying drawings. These figures show a full roll 1 suspended freely in a loop of a strip 2, for example of a film.
It is assumed that a tensile force P suddenly occurs in the right part 3 of the loop. If one wants to prevent this force from acting on the movement of the left part 4 of the loop, the condition must be that the common generatrix of the roll and the film, which is designated by point 5 in the sectional view of fig. 1, remain at rest. In this case, the force P will have the effect of rotating the roller around the generator.
If tensile forces and pulsating forces occur in succession, or in other words, if P periodically changes sign, the roller will begin to rotate or oscillate successively in both directions around the generator. Obviously it is not impossible that the
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the roller then pushes the film back slightly in the lateral direction. However, no movement of the loop portion 4 will result in the direction of the length of the film.
Further, owing to the fact that the exerted force is a pulsating force, that is to say a force reaching a very great value only for a very short period of time, the lateral displacements will be small enough that in practice no harmful influence is noticeable in the loop part 4.
The effect of the alternating pulsating forces P will therefore in reality be that the roller will begin to oscillate with very small amplitudes around said generator. In order to be able to express this effect in a proper way, it is referred to as "rocking or swaying".
The above-mentioned condition, that the generator passing through point 5 remains at rest, can be fulfilled in practice as follows:
In general, the force P will impress at point 5 of the sectional view shown in fig. 1 a rotational acceleration around axis 6 in the direction of arrow 7 and a translational acceleration a in the direction of arrow 8. This is easy to understand, considering that nothing varies in the condition given when two opposite forces P act in the center of gravity of the roller, which center is located in the axis 6. These forces are shown in dotted lines in fig. 1.
It can be assumed that the additional forces have the effect of replacing the force of P by a couple of forces M = P xr (r being the radius of the roller) and a force P which acts in the center of gravity of the roller and which prints to the entire roller an acceleration of
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translation atransl. in the direction of arrow 8. If the generator passing through point 5 must remain at rest, the acceleration of point 5 printed by the rotation arot must be equal to atransl.
The angular acceleration is determined by M = I.O, where I denotes the moment of inertia of the mass of the roller around axis 6.
It follows from the above that Ú = px / I r The rotational acceleration of point 5 is therefore: arot. = RxÚ = pxr2 / I
The translational acceleration by the effect of P can be found by:
P = m x atransl. where m denotes the mass of the roll; therefore: a = p transl. = m
It is therefore necessary that according to the condition p / m = P x r2 or 1 = m x r2. (1) m I However, as we know, we can represent the moment of inertia by
1 = m xp2, (2) the mass to be assumed to be concentrated and uniformly distributed over a surface of revolution described around axis 6 with a radius /? equal to the radius of inertia.
It follows from (1) and (2) that the condition is fulfilled if / 10 = r. One can approach it by making the hollow roll instead of full, as can be seen by the difference between the roll of fig. 3 (full roll) and that of fig. 4 (hollow roll). It therefore appears that in order to be able to achieve the desired result, the mass must be moved towards
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outside. According to the invention, this result is obtained, for example, by providing the roller with at least one flange and by giving it a certain shape and certain dimensions which can be found by calculation. Such a roller which substantially satisfies the required conditions is shown in Figs. 5 and 6.
The roll is provided with two flanges 9 shaped so that a part 10 can act as a support core for the film. Of course, it is not essential for the function of the roller which has just been indicated that the angle of which the film bears against the roller is 180 as is shown in FIG. 1. Smaller angles are also permissible. In some cases, too, a single flange will suffice.
Figs. 7, 8, 9 and 10 show by way of example some applications of the roller according to the invention.
Fig. 7 shows schematically how in a winding machine a wire or strip 11 is unwound from a magazine roll 12 of square section and is wound on a roll 13 of circular section driven continuously. In order to prevent the influence of the forces P, which occur in jerks as a result of the irregular unwinding of the roller 12, from propagating to the roller 13, the strip or film is passed over three rollers 14, 15 and 16, the roller 15 consists of a roller according to the invention, which can be clearly seen in the figure by the flange shown 17. The axis of the roller 15 is fixed to a lever 19 which is controlled by a spring 18 and which can rotate in 20. It is obvious that the spring can be replaced by a weight or a piston subjected to the air pressure, or by similar means.
To obtain the effect envisaged by the invention it is
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it is necessary to also take into account the masses of the lever 19 and of the spring 18 which also determine the translational acceleration a p / m of point 5 of fig. 1. The moment of inertia of the mass of the roller must therefore be increased slightly in a corresponding way by heavier weight of the flanges, i.e. the radius of inertia of the roller must be greater than the radius r of the support core 10 for the wire or the strip.
In the suspension shown, the roller 15 has a degree of freedom of movement. It goes without saying that this suspension as well as that of the roller of the following figures is given only by way of example. Obviously, it is also possible to give the roller more than one degree, for example two degrees, of freedom by hooking it to a system of levers making possible a movement of the roller which differs from that around the pivot 20.
The suspension shown has, from the point of view of what has been said above about the lateral movements of the strip or of the wire, the advantage that in this case these movements are very minimal, because the axis of the roller being fixed to a lever does not have the same freedom of movement as the axis of the roller shown in fig. 1. It follows that the lever also starts to oscillate and consequently also determines the amplitude of the oscillations executed by the roller. These amplitudes can therefore be very small. Attachment to the swing lever has the additional advantage that the position of the lever can be used to influence the speed of the drive motor. This will be discussed again later when we deal with sound film devices.
Fig. 8 schematically shows a winding device almost similar to that of FIG. 7. It differs from it
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in that the strip or yarn unwinds from a roll of circular cross section and winds onto a roll of square cross section which is operated continuously. Often this winding method is used to wind wire on small transformer cores. For greater clarity, the parts corresponding to those in fig. 7 are designated by the same reference numerals.
As has been said above, it is advantageous to apply the inventive idea to devices used for the recording or reproduction of sound films, because it is thus possible to substantially eliminate not only the disturbances coming from the intermittent driving of the film in the optical part and those coming from the irregular driving between the places where the optical and acoustic recording or reproduction take place, but also the disturbances coming from the driving by the roller drive located below the winding drum and fitted with teeth in most cases.
Fig. 9 shows an embodiment of a device serving for the reproduction of an optical film provided with a sound inscription, the aim being to eliminate the disturbances mentioned last.
21 denotes the film which is unwound from a magazine drum 23 by a driven roller 22 and which is wound up on a drum 25 by means of a driven roller 24.
The two rollers 22 and 24 are driven by a single motor, preferably an electric motor, which for clarity is not shown. The rollers 22 and 24 are associated with an ordinary projection apparatus and the part of the film located between the rollers forms a loop passing through the acoustic part which constitutes a separate crew.
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Beyond the roller 22, the film is drawn along the projection window 28 by a roller 29 actuated by a device not shown, for example the known Maltese cross control. It then passes over two small rollers 30 and 31 with the aim of smoothing out as much as possible the jerky movement of the film caused by the intermittent drive. The film passes over two rollers 32 and 33. The shaft 34 of the roller 33 actuates, via a toothed wheel coupling 35, 36, the shaft 37 of a centrifugal governor 38. The governor is provided in the usual manner with a brake disc 39 which rests for the various positions of the weights 40 with different pressures against a fixed brake shoe 41.
Beyond the rollers 32 and 33 the film passes over a curved guide 42 pierced, at the film soundtrack reproduction station, with an opening 43 through which the light from a light source falls in the usual way. 44, for example an incandescent lamp, through an objective 45 and the film on a photocell 46 for converting the acoustic recordings of the film into electric currents. The cell is coupled to the input circuit of an amplifier, not shown.
Beyond the guide, the film passes over a guide roller 48 and a roller 49 arranged so that the film loop 50 formed at this location always undergoes the same tension.
Finally, the film is brought, via the toothed pinion 24., to the drum 25.
The tensioner roller 49 is mounted on a lever 53 capable of rotating at 52 and ensuring, by means of a coil spring 55, one end of which is rigidly attached at 54, while the other end is fixed at the lever, that the
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loop 50 is subjected to the required tension. The lever is also provided with a rod 56 carrying at its free end 57 a contact 58. On the shaft 37 of the regulator is mounted a small eccentric 59 which, by rotating, sets in rapid vibration a lug 60 which can slide according to the position. direction of its longitudinal axis and carrying a contact 61. The two contacts are interposed in the well-known manner in the circuit of the control motor and periodically short-circuit a resistor interposed in this circuit.
The regulator is used as follows to regulate the speed of the motor, if it deviates from the value which is necessary for the regular driving of the film in front of the sound window 43: Thanks to the presence of the regulator, the film has in this place a practically constant speed.
If for any reason, for example by the effect of a variation in the voltage of the network or of a resistance in the operation of the projection apparatus, the speed of the motor varies, the loop of the film located beyond of the guide may increase or decrease in length as a result of the constant control by the regulator. This causes the lever 53 to move with the contact 58 which is connected to the latter, which modifies the duration of contact between the two contacts 58 and 61.
As a result, the resistor short-circuit duration and hence the motor speed are changed so that the film moves with constant speed along the sound window. It is evident that near the sound window the speed of the film will undergo a small change, the latter being, however, small enough to be imperceptible to the eye.
In practice it is constant that when the film goes -
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along or shorten the movement in front of the sound window is no longer uniform as a result of the drive by the roller 25, but takes place in jerks. This can also happen due to the fact that the intermittent driving of the film in the projection apparatus via the various driving members acts on the movement of the roller 24. The sound to be reproduced is distorted as a result of these jerks.
The movement of the film on the roll 24 can be conceived of as a continuous movement superimposed on a variable movement caused by pulsating forces. By providing the roller 49 with flanges 51 in the manner described above; the varying effect of the force can be prevented from propagating to the part of the film which is drawn along the sound window 43. Any distortion of the sound as a result of the irregular driving by the roller 24 is thus impossible.
In the embodiment shown, the roller 49 is mounted, according to the invention, on the lever which is used for adjusting the speed of the engine, because this is the most efficient assembly in this case. However, it will be obvious that it is not essential to mount the roller 49 in this way, but that it can be supported in any other way ensuring at least a degree of freedom of movement to the axis of the roller.
Although the intermittent movement of the film in the projection apparatus is largely smoothed out by rollers 30 and 31 and also by the regulator, its influence remains, yet noticeable without some cases in the movement of the film in front of the sound window. Sometimes the drive of the regulator causes disturbances, for example when it is driven by means of toothed wheels, such as the pinions 35, 36 in fig. 9. As the regulation
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The device can also be used for the same purpose for the training of films bearing only one or more acoustic recordings, disturbances from the regulator may also occur during the recording or reproduction of films of this kind .
In all these cases, it is advantageous to mount between the projection window and the sound window or between the regulator and the sound window a roller according to the invention.
Fig. 10 is a detailed view of one such arrangement. It corresponds in substance to FIG. 9. It will be seen there that, between the regulator and the sound window, a roller 62 is mounted in an identical manner to the roller 49, so that its operation does not require further explanation.
In this embodiment, there are therefore mounted on either side of the guide 42 in which the sound window 43 is provided with rollers according to the invention, so that the disturbances on both sides are absorbed by the rollers. .
In general, we can say that any disturbance of the drive whatever the cause, is prevented by the roller according to the invention to propagate in the film to the place where the recording takes place or acoustic reproduction, which makes possible distortion-free recording or reproduction of sound.