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aus KINOTECHNIK 1939 - Heft 7 / Juli - Zeitschrift für die Technik im Film

Von DipL-Ing. Dr. techn. HugoWögerbauer, VDI, Berlin
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Die Güte eines Filmbildes hängt unter anderem ab von den Eigenschaften des Films, von den Eigenschaften des optischen Systems und von der Ausführung des Aufnahme- und Wiedergabegerätes.

Während Steigerung und Sicherung der Filmeigenschaften Sache des Chemikers, der optischen Verhältnisse Sache des Physikers ist, liegt die konstruktive Gestaltung in den Händen des Ingenieurs.

Was ist nun das Konstruktive an einem Kinogerät? Mit Ausnahme der Optik bei der Kamera und der Optik und Lichtquelle beim Wiedergabegerät ist alles an den Geräten Konstruktion. Daher kommt der konstruktiven Leistung in der Kinotechnik ausschlaggebende Bedeutung zu.

Die beste Optik und die beste Filmemulsion sind wertlos, wenn der Bildstand nichts taugt. Entscheidend für die technische Güte eines Kinogerätes ist aber nicht nur die Konstruktion des Getriebes; auch alle anderen Teile, die erst in ihrem Zusammenwirken eine ganze einheitliche Leistung darstellen, müssen konstruktiv sorgfältig durchdacht sein.
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Die Aufgabe, die zunächst dem Konstruktionsingenieur gestellt wird, betrifft die Funktion: der Film, der von einer Spule abläuft und auf die andere Spule gezogen wird, muß ruckweise weiterbewegt und im Stillstand belichtet werden. Für diese reine Funktionsaufgabe sind zahlreiche Lösungen denkbar, und es werden auch verschiedenartige Lösungen ausgeführt.

Wie kommt es, daß sich nicht eine der möglichen Ausführungen im wesentlichen als „die Richtige" herauskristallisiert und die anderen der gleichen Klasse verschwinden, wie dies in der Entwicklung der Technik stets der Fall ist?

Eine Ursache liegt darin, daß die Schmalfilmtechnik noch verhältnismäßig jung ist und noch nicht eine so große Verbreitung gefunden hat, als daß durch eine einheitliche Benutzerschicht einheitliche Anforderungen hätten entstehen können, welche allein eine derartige funktionelle Auslese zu bewirken imstande sind.

Zweitens sind manche Lösungen nahezu gleichwertig und unterscheiden sich vielleicht nur in den Außenabmessungen, im Gewicht usw., also in sekundären Betriebseigenschaften. Drittens können auch bei Gleichwertigkeit der sekundären Merkmale die Herstellverfahren für die Entscheidung zugunsten der einen oder anderen funktionellen Lösung sprechen.

Herstellwerke, die ausschließlich Kameras und Projektoren erzeugen, sind nicht sehr häufig, meist ist die Erzeugung der Schmalfilmgeräte nur ein besonderer Fertigungszweig feinmechanischer Unternehmungen, oder sie ist aus einer anderen Fertigung ähnlicher Herstellungstechnik hervorgegangen.

Je nach den Stammgebieten werden die Einrichtungen und Erfahrungen der Werke verschieden sein. Der Konstruktionsingenieur wird nicht nur die für seinen Betrieb günstigsten Herstellmöglichkeiten erwägen, sondern er wird auch die von den Nachbargebieten des Unternehmens herrührenden Spezialerfahrungen in bezug auf Werkstoffe, Betriebsanforderungen usw. auf die Konstruktion seiner Kinogeräte übertragen.

Durch die Verschiedenartigkeit der Herkunft der Konstruktionsingenieure und ihrer Erfahrungen, sowie durch die besonderen Einrichtungen der Werkstätten und die besonderen Fertigkeiten der Arbeiter erklärt es sich, daß in dem einen Werk eine Lösung der gleichen funktionellen Aufgabe „richtig" sein kann, die in einem zweiten Werk kaum eingehend in Betracht gezogen
würde.

Dazu kommt noch, daß auf diesem jungen Gebiete sehr viele Schutzrechte allgemeiner Fassung genommen werden, so daß häufig naheliegende Lösungen durch Patente verbaut sind. Es muß dann auf umständlicheren Wegen das gleiche Ziel erreicht werden. Meist wird aber ein solcher Zwang der Ausgangspunkt für einen wertvollen Fortschritt in der technischen Entwicklung.
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Würde dem Konstruktionsingenieur nur eine funktionelle Aufgabe gestellt, für die es ganz allgemein, besonders aber in der Kinotechnik, stets mehrere Lösungen gibt, so würde die zur Ausführung gebrachte Lösung entweder davon abhängen, welche von den Möglichkeiten dem Konstruktionsingenieur zuerst eingefallen ist, oder welche seinem technisch-ästhetischen Geschmack am meisten zusagt.

In der industriellen Praxis tritt nun eine derartige rein funktionelle Aufgabenstellung nicht auf; stets ist eine Reihe von Nebenbedingungen gestellt, welche auf die Art der funktionellen Lösung entscheidend Einfluß nehmen müssen, wenn sie selbst gut gelöst werden sollen.

Solche Nebenbedingungen gehen aus von der Berücksichtigung der Herstellverfahren, der Eigenschaften der Werkstoffe, der Werkstoff- und arbeitspolitischen Lage, den patentrechtlichen Bindungen, von den Betriebsanforderungen durch den Benutzer, von dem Preis, den dieser für ein solches Erzeugnis aufwenden wird usw.

Viele dieser Anforderungen würden für sich allein konstruktiv-logisch gelöst, untereinander zu völlig widersprechenden Ergebnissen führen müssen. Aus dieser Tatsache ist die Bedeutung des Schöpferischen im Konstruktionsingenieur zu erkennen, der durch seine besondere Begabung alle diese gleichzeitig bestehenden Aufgaben gemeinsam einer solchen Lösung zuzuführen hat, daß sich ein harmonisches Ganzes mit befriedigenden Teillösungen für die Einzelaufgaben ergibt.

Bei der Kritik ausgeführter Kinogeräte wird oftmals nur auf die Erfüllung der funktionellen Aufgabe, also etwa auf die Güte des Filmtransportes und auf die Handlichkeit geachtet. Die zahlreichen Nebenbedingungen aber sind es, welche das Gesicht einer Konstruktion entscheidend bestimmen. Die Höhe der konstruktiven Leistung ist daher ohne Kenntnis der Summe dieser Nebenaufgaben am fertigen Erzeugnis nur schwer zu erkennen.
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In der Schmalfilmtechnik gehen die schwierigsten Konstruktionsprobleme von den Aufnahmegeräten aus. Zwei einander widersprechende Gesichtspunkte sind bei der Konstruktion der Handkameras in Einklang zu bringen: einmal sollen die Aufnahmegeräte sehr leicht sein, um den Benutzer möglichst wenig zu belasten, andererseits müssen sie aber eine so große Masse aufweisen, daß die umlaufenden, unausgewuchteten Massen und die schwingenden Teile während der Aufnahme nicht die ganze Kamera in Schwingungen versetzen.

Damit gewinnt die zunächst scheinbar etwas weniger wichtige Gewichtsfrage eine sehr beachtliche konstruktive Bedeutung. Maßgebend für das Gesamtgewicht der Kamera ist, daß die schwingenden Teile so leicht wie möglich bleiben, damit ihre kinetische Energie klein wird im Verhältnis zur ruhenden Masse des Systems: Gehäuse, Kassette usw.

Die Forderung nach leichtem Greifer und leichtem Verschluß deckt sich in günstiger Weise mit der Forderung nach wirtschaftlicher Herstellung. Bei den hohen Stückzahlen, in denen Schmalfilmgeräte heute hergestellt werden, kommen nur möglichst weitgehend eine Endform bildende Verfahren in Betracht, wie Stanzen, Spritzgießen, Kaltspritzen, Pressen usw. Da von den bewegten Konstruktionsteilen geringstes Gewicht bei hoher Festigkeit verlangt wird, eignet sich aus der genannten Auswahl an Herstellmethoden das Stanzen von Stahlblechen am besten (Bild 1).
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Bei diesem Verfahren können dünne Bleche in wenigen Arbeitsgängen durch Ausschneiden und Biegen nahezu in die Endform gebracht werden. Lediglich die Funktionsflächen werden noch durch spanabnehmende Formgebung weiter behandelt.

Der funktionelle Zusammenbau des Greifers und des Verschlußschiebers einer bestimmten Ausführung mit den antreibenden Nocken, sowie mit den Festpunkten der Kulissenführungen geht aus Bild 2 hervor. Aus diesem Schema und aus der Ansicht des Triebwerkes (Bild 3) ist zu erkennen, daß die Hebel in ihrer Dickenausdehnung außerordentlich eng beschränkt sind. Aus diesem Grund konnten Hebel aus Leichtmetallspritzguß oder aus Preßteilen, deren Masse vielleicht befriedigend niedrig gelegen wäre, die aber einen stärkeren Querschnitt erfordert hätten, nicht angewandt werden.

Außerdem wäre der Verschleiß solcher weicheren Werkstoffe zu hoch gewesen. Einspritzen abriebfester Laufflächen hätte aber die Vorteile des geringeren Gewichtes zum Teil wieder aufgehoben. Wie weit der Massenausgleich für die umlaufenden Teilr einer leichten Kamera betrieben werden muß, läßt Bild 4 eines der beiden Nocken erkennen.

Die Nocken bestehen aus dünnem, hartgewalztem Aluminiumblech. Mit dem einen der beiden größeren Löcher ist der Nocken auf der Antriebswelle aufgeschichtet und festgespannt. Das andere große Loch dient dagegen zum Massenausgleich.
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Von der Außenform der Nocken wird eine bedeutende Genauigkeit gefordert. Die einzelnen Radien der Randkurve dürfen eine Toleranz von ± 0,015mm nicht überschreiten. Bei der Vorführung mit einer linearen Vergrößerung um das 300fache, wie sie beim 8mm-Film vorkommt, würde die angegebene Toleranz ein Schwanken des Bildes auf der Leinwand um 4,5 mm zulassen.

Da schon eine kleine Erhöhung der Genauigkeit des Nockens die Herstellungskosten auf ein Vielfaches steigern würde, wird die angegebene, im Zeitpunkt der Fertigung wirtschaftlich günstigste Herstellgenauigkeit nicht überschritten, sondern es wird der exakte Bildstand durch eine konstruktive Maßnahme, einen Sperrgreifer, gesichert.

Für die Gehäuse der Aufnahmekameras bestehen verschiedene Ausführungsformen. Einige Kameratypen besitzen Gehäuse aus Blechteilen, die gestanzt und tiefgezogen und dann durch Nieten und Scharniere verbunden werden.

Andere Typen besitzen Gehäuse aus Spritzguß. Außen sind die Gehäuse teils mit Leder bezogen, teils mit Speziallacken behandelt. Die beiden Ausführungsformen konkurrieren in der heutigen Konstruktion nicht miteinander, da die herstellungstechnische Überlegenheit des Spritzgusses bei den in Betracht kommenden Stückzahlen erwiesen ist (Bild 5).

Wenn aber im Zeitpunkt dieser Erkenntnis die Fertigung für die Blechgehäuse bereits lief, der ganze Satz der teuren Werkzeuge vorhanden war und die Arbeitszeiten nicht wesentlich ungünstiger lagen als bei der Spritzgußkonstruktion, dann bestand kein Anlaß zum Umkonstruieren, wenn das Blechgehäuse in allen anderen Belangen richtig und zweckentsprechend durchgebildet war.

Abgesehen von der Herstellungswirtschaftlichkeit können Wechsel der Geschmacksrichtung und der Werkstoff- und arbeitspolitischen Lage dieses Verhältnis aber auch wieder umkehren. Bei einer heutigen Neukonstruktion bietet der Spritzguß wesentliche Vorteile.

An Stelle besonderer Teile, die angebaut werden müssen, werden bei der Spritzgußkonstruktion mit dem Gehäuse zu einem gemeinsamen Teil verbunden: der Objektivträger, der Sucherlinsenraum, die Lichtabdichtungsleisten, die Stativmutter, die Scharniere, die Führung für den Meterzähler, die Traggriff Ösen, Buchsen für die Befestigung von Funktionsteilen usw.

Es können aber auch Bedienungshinweise, Schriften und Einlegeschema dauerhaft mitgespritzt werden. Dazu kommt noch, daß infolge der Eigenart des Herstellungsvorganges im flüssigen Zustand auch äußerlich sehr gefällige und handliche Ge-hlussformen gewählt werden können.

Alle diese Vorteile würde auch eine Ausführung in Kunstharzpreßstoff bieten. Dieser Werkstoff ist aber für den Kinobau weniger geeignet, da von den Gehäusen eine bedeutende Stabilität und Bruchsicherheit gefordert wird.

Beim Herabfallen der Kamera darf das Gehäuse trotz des verhältnismäßig schweren Inhaltes, des mechanischen Einbaues, nicht zu Bruch kommen. Ein Preßstoffgehäuse könnte auch zu leicht sein, um die Schwingungen des Antriebes unschädlich zu machen. Bei Photogerätgehäusen bestehen diese Voraussetzungen des schweren Inhaltes und der Schwingungsgefahr nicht in allen Fällen, weshalb dort Kunstharzpreßstoffe anwendbar sind.

Ähnliche Überlegungen können bei den Kassetten gerade zu einer gegenteiligen Lösung führen. Dies ist ein Beweis dafür, daß es in der Konstruktion keinerlei allgemeingültige Regeln und Rezepte gibt, sondern daß immer wieder neue Probleme auf neue Art gelöst werden müssen. Bei dem 16mm-Film werden Leihkassetten verwendet, in denen der Film geliefert und belichtet wird; sie werden in der Entwicklungsanstalt zurückbehalten.

Da diese Kassetten nicht mitgekauft werden, bilden sie für die beistellenden Unternehmungen einen reinen "Unkosten-"posten und sind daher mit dem geringsten Aufwand herzustellen. Diese wirtschaftliche Notwendigkeit führte seinerzeit, dem damaligen Stande der Herstellungstechnik entsprechend, zur Konstruktion leichter Blechkassetten.

Heute kann das Kassettenproblem anders gelöst werden; es finden zeitweise Tageslichtkassetten Verwendung, welche beim Kauf einer Kamera in das Eigentum des Kunden übergehen. Eine solche Kassette muß schon aus verkaufspsychologischen Gründen besser ausgestattet sein; sie kann aber auch etwas teurer werden. Als Werkstoff eignet sich hierzu Kunstharzpreßstoff sehr gut (Bild 6).

Im Gegensatz zum Kameragehäuse wird das Kassettengehäuse durch den leichteren Inhalt weniger gefährdet, so daß die Bruchgefahr geringer ist. Ferner bedeutet der Verlust bei Bruch einer Kassette nur einen Bruchteil des Verlustes des Kameragehäuses. Spritzguß hätte zu höherem Gewicht geführt und außerdem eine Oberflächenbehandlung erfordert. Beim doppelbreitem 8 mm-Film ist wegen der Funktion als Umlegekassette für Belichtung der zwei Filmhälften eine Spulenabtast-einrichtung in der Kassette notwendig. Blechkassetten wären wirtschaftlich nicht vorteilhafter gewesen, da die Zusatzeinrichtung für solche verhältnismäßig kompliziert ausgefallen wäre. Außerdem erfordert aber die Abtasteinrichtung ein starres Kassettengehäuse, damit nicht durch Durchbiegen der Kassettenwände, Klemmungen der Funktionsteile auftreten.

Bild 1 - Greifer und Verschlußschieber. Stahlblech gestanzt (Siemens
8 mm-Kamera)
Bild 2. Greifer und Verschlußschieber. Funktionsprinzip (Siemens 8 mm Kamera)
Bild. 3. Triebwerk. Grundplatte: Duralumin. Bremsgehäuse: Aluminiumspritzguß. Bremsgewichte: Zinkspritzguß. Zahnräder: Stahlblech. (Siemens 8 mm-Kamera).
Bild 4. Nocken für Greiferantrieb. Aluminiumblech hart, eloxiert
(Siemens 8 mm-Kamera)
Bild 5. Gehäuse. Aluminiumspritzguß. Kastenrahmen, Schraubdeckel,
Klappdeckel (Siemens 8 mm-Kamera)
Bild 6. Filmkassette. Kunstharzpreßstoff, Typ „S"
(Siemens 8 mm-Kamera)
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Über die Entwicklungsrichtungen des Filmmaterials und der Filmoptik wird häufiger berichtet. Über die Konstruktion der Geräte erscheinen dagegen kaum aufschlußreiche Veröffentlichungen. Dies hat verschiedene Ursachen.

Als erste steht der Wettbewerb im Vordergrund. Es kann nicht jede kleine Erfahrung patentrechtlich geschützt werden; nicht selten hängt aber gerade von der Summe dieser kleinen Erfahrungen der praktische Erfolg ab.

Der zweite sehr maßgebliche Grund ist darin zu suchen, daß es gar nicht so einfach ist, über konstruktive Probleme zu sprechen. Das Konstruieren ist eben durchaus nicht ein bloßes Herstellen von Zeichnungen für die Werkstatt, wie oftmals fälschlich angenommen wird.

Das Wesentliche des Konstruierens ist der geistige, schöpferische Vorgang des Erfindens. Bei den konstruktiven Aufgaben muß unterschieden werden zwischen Umgestaltung, Weiterentwicklung und Neuentwicklung.

Umgestaltung liegt dann vor, wenn z. B. bis jetzt der Objektivträger einer Kamera, der ein selbständiges Spritzgußteil war, nunmehr mit dem Gehäuse zusammen als ein einziges Teil gespritzt werden soll.

Eine Weiterentwicklung ist dann gegeben, wenn z. B. eine 16mm-Kamera ohne grundsätzliche Änderung ihres Aufbaues auch für 8mm-Film herausgebracht werden soll. Trotz Beibehaltung des Grundsätzlichen treten doch konstruktive Schwierigkeiten auf, die schon sehr viel Geschick zur Lösung erfordern.

Bei einer Neuentwicklung werden an den Konstruktionsingenieur die höchsten Anforderungen gestellt. Hierbei soll ein Gerät ersonnen werden, welches nicht eine bis jetzt bestehende Lücke in einer vorhandenen Reihe ausfüllen soll, sondern mit dem eine neue Reihe begonnen wird, das also noch ohne jedes Vorbild ist.

In der Kinotechnik sind die Leistungen des Konstruktionsingenieurs von ausschlaggebender Bedeutung. Die Persönlichkeit der an der funktionellen und konstruktiven Entwicklung beteiligten Männer ist nicht nur ein Maßstab für die Schwierigkeit und Höhe der Aufgaben, sondern auch eine Gewähr für das Vorwärtsschreiten der Entwicklung der deutschen Schmalfilmtechnik.
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