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Vorrichtung zur synchronen Wiedergabe von Ton und Bild unter Benutzung
je eines besonderen Bild- und Tonträgers Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zur synchronen Wiedergabe von Bild und Ton, vorzugsweise für den sprechenden Film.
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Die bisher bekannte photoelektrische Wiedergabe von Tönen, die sich
für den obengenannten Zweck deshalb eignet, weil sie die Möglichkeit gibt, Ton und
Bild auf ein und demselben Schriftträger unterzubringen, wodurch sich ein absoluter
Synchronismus bei der Vorführung von selbst ergibt, hat viele Nachteile. Es leuchtet
ein, daß die Umwandlung der auf dem Filmband photographisch aufgezeichneten Töne
in akustische Schwingungen großen Verzerrungen ausgesetzt ist, da zunächst einmal
die durch die Lautschrift erzeugten Lichtschwankungen in elektrische Zustandsänderungen
und diese wiederum in Lautschwingungen übertragen werden müssen. Außerdem ergeben
sich für das letztgenannte Verfahren besonders verwickelte und empfindliche Vorrichtungen,
die viel elektrische Energie verbrauchen. Eine elektromagnetische Lautaufzeichnung,
die zur unmittelbaren Wiedergabe ohne den Umweg über die photoelektrische Umwandlung
ausgenutzt werden könnte oder eine Eingravierung der Schallschwingung auf das Filmband
ist sehr schwer möglich, da einerseits der Film keine elektrischen Leitfähigkeiten
besitzt, andererseits aus einem Material besteht, das zu hart ist, um eine Eingravierung
der Lautschrift nach Art der Sprechmaschinenplatten zu gestatten.
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Es bleibt also nur übrig, den Lautschriftträger und den Bildträger
voneinander zu trennen und Einrichtungen vorzusehen, um deren Gleichlauf zu gewährleisten.
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Solche Anlagen sind bereits bekannt, haben aber bisher keine große
praktische Bedeutung erlangt, weil die Verfahren zur Herstellung des Gleichlaufs
unzureichend waren. So ist es z. B. bekannt, an der Schallplatte einerseits und
an der Antriebsvorrichtung für das Filmband (z. B. der Transportrolle) andererseits
Kontakte anzubringen, deren Betätigung den Gleichlauf des Bild- und Tonübertragers
bewerkstelligen. Derartige Anordnungen arbeiten folgendermaßen Die zeitliche Aufeinanderfolge
der Kontaktschließungen steht in einem bestimmten Verhältnis zur Länge der unter
der Schallnadel hindurchgegangenen Schallkurve, während die Kontaktbetätigungen
an der Filmantriebsvorrichtung durch die Drehzahl der Transportrolle bestimmt sind.
Werden die Kontakte an der Antriebsvorrichtung des Filmbandes betätigt, bevor die
Kontakte an
der Schallplatte geschlossen sind, so tritt eine Vorrichtung
in Tätigkeit, die die Drehzahl des Filmantriebes selbsttätig verlangsamt. Der Filmtransport
läuft so lange mit verminderter Geschwindigkeit, bis .die Kontaktschließungen wieder
gleichzeitig erfolgen. Der Gleichlauf ist somit wieder hergestellt.
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Gleichlaufregler dieser Art weisen aber einen großen Nachteil auf.
Denn sie können nur so lange eine dauernde Übereinstimmung der bildlichen Darstellungen
mit der Ton.-,viedergabe gewährleisten, solange die Länge des Filmbandes in einem
bestimmten, von vornherein festgelegten Verhältnis zur Länge der Schallkurve des
Tonträgers steht. Sollten aber durch überlapptes Zusammenkleben nach einem Bruch
:des Filmbandes oder aus einem ähnlichen Anlaß eine Anzahl Bilder herausfallen,
so daß das Filmband verkürzt wird; so ist ein Gleichlauf durch eine von der Drehgeschwindigkeit
der Transportrolle abhängige Vorrichtung nicht mehr herzustellen. Dann müssen nämlich
die Kontaktschließungen vor und hinter der Bruchstelle in einem kürzeren Zeitraum
aufeinanderfolgen. Die Verkürzung dieses Zeitraumes ist hierbei gleich der Zeit,
welche die nunmehr herausgefallenen Bilder beansprucht haben würde, um an dem Projektor
vorbeizulaufen.
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Durch die Erfindung kann der Übelstand auf einfache Weise beseitigt
werden: Ordnet man nämlich gemäß der Erfindung die Kontakte, die bisher in Abhängigkeit
von der Drehzahl der Transportrolle betätigt wurden, auf dem Filmband selbst an,
so rücken tatsächlich die Synchronisierungsstellen, zwischen denen sich eine Verkürzung
des Films befindet, einander in der erforderlichen Weise näher.
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Derartige Gleichlaufregler können in Verbindung mit den üblichen Sprechmaschinen
für die Zwecke des Tonfilms Verwendung finden. Hierher gehören z. B. die bekannten
Walzen- oder Plattenapparate, wie auch diejenigen, welche nach dem Poulsenschen
Prinzip arbeiten, indem sie die Töne von einem aus magnetischem Material, vorzugsweise
Stahl, bestehenden Draht oder Band abgreifen. Es erübrigt sich, auf die Wirkungsweise
dieser bekannten Apparate näher einzugehen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der beigefügten schematischen Abbildungen
näher erläutert. Aus diesen ergeben sich die weiteren in den Ansprüchen niedergelegten
Merkmale.
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In den Abbildungen bedeuten: Abb. i eine Darstellung der gesamten
Apparatur in Verbindung mit einer Poulsenschen Sprechmaschine unter Weglassung der
zur Regelung des Gleichlaufs erforderlichen Schaltvorrichtungen, Abb.2 ein Schaltplan
der obenerwähnten Synchronisierungsapparate, Abb. 3 eine Walzensprechmaschine,wie
sie statt der Stahldrahtmaschine verwandt iverden kann. ` In der Abb. i ist !11
der Motor, von dem sowohl das Filmband als auch die Sprechmaschine angetrieben wird,
K eine auf der Antriebswelle W sitzender Kupplung. Die Welle W treibt nun sowohl
die Sprechmaschine, indem sie die Rolle E dreht, auf welcher der Stahldraht St befestigt
ist, als auch ein Zahnrad Z1 eines Ausgleichsgetriebes D, in welchem die Planeträder
P1' und P.' drehbar auf einer im Gehäuse des Getriebes fest gelagerten Achse a angeordnet
sind. Das Gehäuse des Ausgleichsgetriebes D ist ebenfalls um sich selbst drehbar.
Das Zahnrad Z= bewegt unter etwaiger Zwischenschaltung beliebiger Übersetzungen
die Antriebsscheibe A,
des Filmbandes. Die Perforierung des Films greift in
nicht dargestellter Weise in ein mit der Walze G fest verbundenes Zahnrad ein, welches
bei der Bewegung des Films die Walze G für eine bestimmte Anzahl Bilder eine Umdrehung
ausführen läßt. Der Kollektor K1 wird durch das Getriebe z3, z4 derart bewegt, daß
er für jedes an der Lichtquelle des Bildwerfers vorbeigeführte Bild des Filmbandes
eine Umdrehung ausführt. Der auf dem KollektorKl befestigte Schleifring ist einmal
auf seinem Umfang geteilt und durch eine Feder s1 mit einer Batterie verbunden.
Bei jeder Umdrehung ist nun der hier nicht weiter dargestellte, über die Federn
s1, s2 verlaufende Stromkreis einmal geöffnet, was demnach für jedes Bild des Films
einmal eintritt. Der Kollektor K2 ist dem ersteren gleich, nur mit dem Unterschied,
daß er bedeutend, beispielsweise zehnmal langsamer läuft, so daß für jedes zehnte
Bild .des Films der über die Federn s3, s4 verlaufende Stromkreis einmal unterbrochen
wird.
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Auf dem Stahldraht St der Sprechmaschine befinden sich in bestimmten
Abständen etwa aufgelötete Nocken N, welche zwischen den Federn F1, F2 hindurchgleiten
und die letzteren kurzzeitig aüseinanderschleudern, so daß der über die letzteren
verlaufende Stromkreis geöffnet oder über eine dritte. nicht dargestellte Feder
ein weiterer Stromkreis geschlossen wird. Desgleichen ist eine Kontaktfeder F am
Filmband vorgesehen. Letzteres hat in bestimmten Abständen Aussparungen L. Wenn
nun die Feder F in eine Aussparung L des Films bei seinem Vorübergleiten hineinfällt,
berührt sie die.
Rolle G und schließt einen von der Batterie über
die Schleiffeder so und F verlaufenden Stromkreis. Durch die infolge dieser Kontaktschließungen
und Öffnungen erfolgenden Stromstöße wird gemäß der Erfindung der Gleichlauf zwischen
Filmband und Sprechmaschine gewährleistet.
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Auf dem Gehäuse des Ausgleichsgetriebes D sind Schalträder Sr, und
Sr: fest aufgesetzt. In die Zähne dieser Schalträder greifen Stoßklinken zweier
Magnete U1 und U. ein. Die Anordnung ist so getroffen, daß der .mit dem Schaltrad
Sr. zusammenarbeitende Magnet U, das Gehäuse des Ausgleichsgetriebes im Uhrzeigersinne
dreht, der Magnet U1 jedoch das Schaltrad S'rl und damit das Gehäuse in entgegengesetzter
Richtung fortschaltet. Durch die Drehung der Schalträder in der einen oder der anderen
Richtung wird die ständige Bewegung des den Film antreibenden Rades Z@ entweder
verzögert oder beschleunigt.
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Die Welle l,3' läuft mit ständig gleicher Tourenzahl, was für den
Antrieb von Sprechmaschinen jeder Art unbedingt erforderlich ist.
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Es ist noch zu bemerken, daß in der Abb. i .Sp eine beiden Schalträdern
gemeinsame Sperrklinke darstellt, die eine unbeabsichtigte Drehung beider Schalträder
verhindern soll. 611T an der Sprechmaschine stellt schematisch den Abnahmemagneten
dar, der die magnetischen Zustände von dem Stahldraht abgreift, während E eine Walze
ist, die den an den Magneten Al-I vorbeigelaufenen Stahldraht wieder aufwickelt.
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Der eigentliche Synchronisierungsv organg ist nun folgender.
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Sobald beispielsweise am Filmband der Kontakt zwischen der Feder F
und der Rolle G geschlossen. wird, läuft ein elektri-' scher Wahlschalter an und
führt für jedes an der Lichtquelle vorbeigeführte Bild des Films einen Schritt aus.
Wenn darauf der Kontakt am Lautschrifttäger betätigt wird, wird der letztgenannte
Wahlschalter stillgesetzt, während ein zweiter anläuft und nun ebensoviel Stromstöße
in den Schaltmagneten U1 gibt, wie der erste Schritte ausgeführt hat. Das Schaltrad
Sr, wird gedreht, und durch die hiermit erfolgende Bewegung des Gehäuses des Ausgleichsgetriebes
D erhält die Welle W' eine relative Drehung entgegen der Bewegungsrichtung des Films,
was ein Nachlassen der Filmgeschwindigkeit bedeutet. Die Verzögerung des Films macht
für jeden Schritt, den das Schaltrad Sr, ausführt, ein Bild aus, so daß der Film
um die vorher-vom ersten Wahlschalter abgezählten Bilder, um welche der Film in
diesem Falle den Lautschriftträger vorauseilt, relativ zurückgedreht wird. Es ist
klar, daß diese Rückdrehung nicht mit derselben Geschwindigkeit erfolgen kann, mit
der der Film läuft, mit der also auch die Abzählung der Bilder durch den ersten
Wähler erfolgte, denn sonst würde der Film während des Synchronisierungsvorganges
die Geschwindigkeit Null haben, was nicht angängig ist. Deshalb erfolgt die Rückdrehung
mit einer bedeutend, etwa um das Zehnfache verminderten Schnelligkeit. Das bedeutet
aber, daß der zweite Wahlschalter seine Schritte ebenfalls etwa zehnmal langsamer
ausführen muß. Aus diesem Grunde ist der Kollektor K#. vorhanden, der etwa für jedes
zehnte Bild erst eine Umdrehung ausführt. Dieses Verhältnis i : io ist in dem Ausführungsbeispiel
willkürlich gewählt. Man wird je nach den Erfordernissen der Vorführung andere Übersetzungsverhältnisse
nehmen. Es kommt hierbei jedenfalls darauf an, daß bei der geringsten, absoluten
Geschwindigkeit des Films noch der Eindruck des lebenden Bildes für den Beschauer
gewahrt ist.
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Falls die Sprechmaschine dem Filmband vorauseilt, spielen sich die
Vorgänge umgekehrt ab, wie aus der weiteren Beschreibung zu erkennen ist.
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Im folgenden soll nun auf die Wirkungsweise der Schaltung (Abb.
a) eingegangen werden.
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i. Der Film läuft zu schnell: Hier wird die Aussparung L zuerst den
Kontakt F passieren. Die Folge davon ist, daß folgender Stromkreis zustande kommt:
Batterie, Relais I, Kontaktfeder so, Rolle G, Kontaktfeder F, Batterie. Das nun
erregte Relais I schließt seinen Arbeitskontakt Il, wobei das Relais R in einen
von der Batterie über Ruhekontakt 1I., Arbeitskontakt Il, R, Ruhekontakt a= nach
der Batterie verlaufenden Stromkreis geschaltet wird. Relais R schließt r4 und r1,
so daß von der Batterie über r4 und Ruhekontakt I'" Magnet l111 des Wählers W3,
Schleifring K, Batterie ein Strom zustande kommt, demzufolge der Wähler Ws für jedes
von jetzt an die Lichtquelle passierende Bild einen Schritt ausführt. Das Relais
R hält sich in einem über r1, F2 und F1 verlaufenden Stromkreis und erregt außerdem
durch Schließung des Arbeitskontaktes von r3 ein Relais T, über dessen Kontakt t,
und den noch geschlossenen Wellenruhekontakt ze,.= des Wählers lIT@, welches sich
über Ruhekontakt von a1 des Relais A und den Arbeitskontakt von t1 so lange hält,
bis die Wähler ausgelöst werden. Das Relais T schaltet an seinem Kontakt t. die
Stromstoßbürste des Wählers Ws von der Batterie ab.
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Wenn einen Augenblick später der auf dein Draht der Sprechmaschine
aufgelötete Nokken
zwischen den Kontaktfedern F1 und FZ hindurchgeht,
schnellen die letzteren auseinander, wobei der Haltestromkreis des Relais R geöffnet
wird, welches seinerseits durch öffnung des Arbeitskontaktes r4 den Wähler W3 stillsetzt.
Der Wähler W3 hat nun so viel Schritte ausgeführt, wie die Anzahl Bilder beträgt,
um welche der Film dem Stahldraht der Sprechmaschine vorausgeeilt ist. Wenn die
Federn F2, F1 auseinandergedrückt werden, wird ein Stromkreis für das Relais II
geschlossen. Hierdurch wird ein Relais B in einem von der Batterie über Ruhekontakt
12, Arbeitskontakt IIi, den nunmehr geschlossenen Arbeitskontakt des zum Wähler
W3 gehörenden Wahlschalters W12, den Ruhekontakt b2 des Relais B, zurück zur Batterie
verlaufenden Stromkreis eingeschaltet. Das Relais B hält. sich über den Arbeitskontakt
von b2 und den Ruhekontakt von c4 des Relais C und legt am Arbeitskontakt von bi
die Batterie an die Stromstoßbürste des Wählers W2. Durch die Aberregung des Relais
R wird der Wählermagnet M2 von W2 in folgenden Stromkreis gelegt: Ruhekontakt von
r2, jetzt geschlossenen Arbeitskontakt des zum Wähler W3 gehörenden Wahlschalters
W11, Ruhekontakt von p3 des Relais P, Magnet M2, Arbeitskontakt von t4, Schleifring
K2, Batterie. Die Stromstoßbürste des Wählers W2 sendet nun über bi, c2 langsam
aufeinanderfolgende Stromstöße in den Stoßmagneten U2, wodurch das Ausgleichsgetriebe
derart bewegt wird, daß eine relative Drehung des Filmbandes entgegen der Antriebsrichtung
und damit eine Verlangsamung der Filmgeschwindigkeit erfolgt.
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Angenommen, der Wähler W3 hat sich auf den fünften Kontakt eingestellt.
Trifft nun die Bürste B2 auf den letzteren, so kommt folgender Stromkreis zustande:
Batterie, Bürste B2 des Wählers W2, Bürste Bi des Wählers W3, Relais A über Ruhekontakt
a3, Batterie. Relais l4 wird erregt und hält sich über den Arbeitskontakt von a3,
Wellenarbeitskontakt W13 des Wählers W3, bis zu dessen Rückkehr in die Ruhelage.
Das nun am Ruhekontakt a1 abgeschaltete Relais T wird aberregt. An Stelle des jetzt
geschlossenen Ruhekontaktes t2 ist jetzt der Ruhekontakt a4 des Relais A geöffnet,
so daß keine Stromstöße in den Schaltmagneten Ui gelangen können. Da das Relais
T abgefallen ist, wird am Ruhekontakt von t4 der Wählermagnet 111, auf den Schleifring
K1 umgeschaltet. In dem Moment, wo die Bürsten B3 und B4 auf demselben Kontakt standen,
wurde über B4, B3, y; ein Relais C erregt, welches bis zur Rückkehr der Wähler in
die Ruhelage den Ruhekontakt von c2 geöffnet hält und verhindert, daß während des
Rücklaufes des Wählers W2 Strom-Stöße in den Schaltmagneten U2 gelangen. Am Arbeitskontakt
a2 ist ein Auslösestrom-_kreis für den Magneten iWi des Wählers W3 geschlossen.
Beide Wähler laufen nun im gleichen Schritt in die Ruhelage. Dort angelangt, öffnet
.der Wellenschalter w13 des Wählers W3 den Haltestromkreis für das Relais A, welches
seinerseits am Arbeitskontakt a2 .den Erregerstrom für Ui des Wählers W3 öffnet.
Arbeitskontakt des Wellenschalters w11 desselben Wählers öffnet den Stromkreis für
DI12 des Wählers W2.
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2. Der Film läuft zu langsam.
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Hier werden zunächst die Kontaktfedern Ff, F3 kurzzeitig geschlossen.
Hierdurch wird das Relais II einen kurzen Moment erregt. Das Relais II schließt
seinen Kontakt 112, wobei folgender Stromkreis zustande kommt: Batterie, Ruhekontakt
I2 des Relais I, Arbeitskontakt IIi des Relais II, Ruhekontakt des Wellenschalters
w12 des Wählers W2, Relais P, Kontakt a,, und ra, Batterie. Das Relais P hält sich
selbst über den Arbeitskontakt von p1 und schließt am Arbeitskontakt von pg einen
Erregerstrom für den Magneten 1V12 des Wählers W2 von der Batterie über Ruhekontakt
von r2, Arbeitskontakt p3, M2, Ruhekontakt von t4, Schleifring Ki, Batterie. Der
Wähler W2 läuft nun so lange, bis die Kontaktfeder F durch die Aussparung L hindurchfällt
und die Rolle G berührt. Hierbei wird das Relais R durch Schließung des Arbeitskontaktes
I, .des jetzt kurzzeitig ansprechenden Relais l in einem von Batterie über II2,
Il, R, Ruhekontakt von a2 zur Batterie verlaufenden Stromkreis erregt. Der Ruhekontakt
r, wird zwar geöffnet, jedoch hält sich das Relais P über den jetzt geschlossenen
Wellenarbeiiskontaktw22. Über den Arbeitskontakt von r4 und p2 sowie den Schleifring
K2 erhält der Magnet M1 des Wählers W3 Strom. Dieser gibt in den Schaltmagneten
Ui langsam aufeinanderfolgende Stromstöße über Ruhekontakt t2, Stromstoßbürste des
Wählers W3, Ruhekontakt a4. Stehen nun die Bürsten Bi, B2 auf demselben Kontakt,
so wird über B2, Bi, Ruhekontakt a3 das Relais A erregt, welches die Stromstoßleitung
vom Schaltmagneten Ui durch öffnung des Ruhekontaktes a4 abschaltet und das Relais
R am Ruhekontakt a2 ab- und den Magneten M1 des Wählers W3 wieder einschaltet. Durch
öffnung des Ruhekontaktes a, ist nunmehr das Relais P aberregt, welches durch Schließung
des Ruhekontaktes von p2 den Magneten M2 den schnellaufenden Schleifring K, umschaltet.
Der Magnet M2 des Wählers W2 ist nun über den Ruhekontakt r2, Wellenarbeitskontakt
w11, Ruhekontakt von p2, Ruhekontakt von t4, Schleifring K1 erregt, da sowohl das
Relais R
wie auch das Relais P abgeschaltet sind. Beim Erreichen
der Ruhelage wird der Stromkreis von 11. am Wellenarbeitskontakt,zü"11 des Wählers
W3 abgeschaltet, während die Öffnung des Wellenarbeitskontaktes f1"13 die Aberregung
des Relais r1 zur Folge hat, das seinerseits durch Öffnung des Arbeitskontaktes
von a2 :die Abschaltung des Magneten 11T1 des Wählers N'3 vornimmt. Hiermit sind
sämtliche Teile der Apparatur in Ruhestellung.
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3. Völliger Synchronismus zwischen Film und Lautschriftträger.
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In diesem Falle werden die Stromwege zur Erregung der beiden Relais
I und II gleichzeitig einen kurzen Moment geschlossen, so daß beide Relais im selben
Augenblick ansprechen. Die beiden Stromwege für das Relais R einerseits und für
das Relais P andererseits sind nun gleichzeitig geöffnet, und zwar derjenige für
das Relais R am Ruhekontakt II. und derjenige für das Relais P am Ruhekontakt Il,
so daß keinerlei Beeinflussung stattfindet, wenn die Kontaktgabe über Feder F und
Rolle G und über F1, F3 gleichzeitig stattfindet, was dann der Fall ist, wenn völliger
Synchronismus zwischen Filmband und Lautschriftträger besteht.
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Abb. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer gewöhnlichen Walzensprechmaschine,
wie sie für den gleichen Zweck verwandt werden kann.
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Auf der Welle IV4, welche der Welle TI' in Abb. i entspricht, sitzt
statt der Rolle :eine Walze A', auf welche ein üblicher Lautschriftträger aufgeschoben
wird. Auf der durch den Zahnbetrieb z'1, s'. von der Welle 1V4 angetriebenen Spindel.Spl
sitzt an einer Transportvorrichtung B' die beispielsweise elektrische Schalldose
C. Der Teil B' trägt einen Ansatz D', der ähnlich wie die Federn F, F1, F2
und F3 der Abb. 2 die Synchronisierungsstromstöße gibt, wenn er d.ie Kontaktfedern
k'1, k'. oder k'3 berührt.
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Da die Längsbewegung der Transportvorrichtung sehr langsam ist, ist
die Gefahr vorhanden, daß die Stromstöße eine zu lange Dauer aufweisen. Um dies
zu verhindern, ist eine Relaiseinrichtung vorgesehen, deren Wirkungsweise im folgenden
beschrieben wird.
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Sobald das Kontaktstück D' eine der Federn k'1, lz'. oder k'3 berührt,
wird ein Stromkreis für das Relais III geschlossen, welcher von der Batterie über
s'1, Spindel Sp', Kontaktstück D', Federn 1'l, k'.2 oder k'3, Relais III, Kontakt
IV, zur Batterie verläuft. Das Relais III schließt den Arbeitskontakt von IIIl und
erregt dadurch das in Abb. 2 dargestellte Relais II, wobei sich die Vorgänge weiter
abspielen, wie oben beschrieben. Der Ruhekontakt von IIIl entspricht der Kontaktfeder
F1 der Abb. 2, welche mit dem Anker r1 des Relais R verbunden ist. Wenn nun der
mit der Welle W4 leitend verbundene Kontakt k'4 die Feder s'3 berührt, wird das
Relais IV über s'1, Spindel Spl, Kontaktstück D', Federn 1a'1, k'. oder k'3,
Relais IV, Feder s'3, Kontakt k'4, Welle W4, Feder s'. erregt, schließt den Arbeitskontakt
IV. und öffnet den Ruhekontakt IV, Am Arbeitskontakt IV. hält sich das Relais IV
so lange, bis das Kontaktstück D' die Federn k'1, k'. oder k'3 wieder verläßt, während
.es am Ruhekontakt IV, das Relais III wieder einschaltet. Durch diese Anordnung
wird vermieden, daß das Relais III und damit auch das Relais II (Abb. z) während
der ganzen Zeit des Vorbeigleitens des Kontaktstückes D' an einem der Kontakte k'1,
k'2 oder k'3 erregt bleibt.