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HILFSENERGIEQUEtLE FÜR EINE MOTORGETRIEBENE
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KAMERA Die Erfindung bezieht sich auf eine Hilfsenergiequellen-Einrichtung
für eine motorgetriebene Kamera, bei der die Motor-Antriebseinrichtung eingebaut
ist oder bei der sie angebaut ist, um die Filmtransnortgeschwindigkeit zu erhöhen.
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In der jüngeren Vergangenheit sind die verschiedensten Arten von motorgetriebenen
Kameras, bei denen der Filmtransport und das Spannen des Verschlusses mittels eines
Motors ausqeführt wird, zur Verwendung gekommen, wobei die Motor-Antriebseinrichtung
am Kamerakörper angebracht wird oder der Motor in dem Kameragehäuse eingebaut ist.
Als Energiequelle für diese motorgetriebenen Kameras werden Trockenbatterien oder
Sekundärbatterien verwendet, wobei diese meistens eingebaut sind oder an der Motor-Antriebseinrichtung
angebracht sind.
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Folglich ist es wünschenswert, daß die Größe und das Gewicht der Energiequelle
so kompakt und leicht wie möglich sind.
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Insbesondere im Falle einer Kamera, bei der der Transportmotor eingebaut
ist, oder im Falle eines automatischen "Winders" ist es wünschenswert, die Schaltung
und den Auf-
bau derart zu realisieren, daß eine möglichst geringe
Zahl so kompakter Batterien wie möglich verwendet werden kann, um eine kleine und
leichte Einrichtung zu erhalten. Wenn jedoch die Zahl der Batterien verringert wird,
werden die Transportgeschwindigkeit und die Aufnahmekapazität ebenfalls verringert.
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Im allgemeinen wird die Charakteristik eines Gleichstrom-Transportmotors
für eine motorgetriebene Kamera durch die Kurve A (Abgabemoment/Stromaufnahme-Charakteristik)
und B (Abgabemoment/Geschwindiakeit-Charakteristik) in den Figuren 1 (a) und (b)
beschrieben. Diese Charakteristiken können wie folgt ausgedrückt werden: I = C1
+ C2 ..... (1) N = C3V - C4 (2) Hierbei ist I der aufgenommene Strom, Z das Drehmoment,
V die Spannung der Energiequelle, C1 - C4 Konstanten und N die Geschwindigkeit.
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Wenn ein derartiger Motor als Transportmotor für eine motorgetriebene
Kamera verwendet wird, ist es wünschenswert, die Konstante C3 in Gleichung (2) groß
zu wählen (d.h. den Durchmesser des Drahtes der Motorspule groß) und die Geschwindigkeit
des Motors groß, um den Motor mit großem Wirkungsgrad und hoher Abaabeleistung zu
betreiben. Es ist jedoch unmöglich, die Geschwindigkeit des Motors aufgrund der
Konstruktion des Lagers usw. so stark zu erhöhen, wobei normalerweise die Geschwindigkeit
(Umdrehungszahl) ohne Last (d.h. bei g = 0) 10 000 bis 15 000 Umdrehungen pro Minute
(r.p.m.) ist.
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Ein kleines Problem tritt auf, wenn dieser Motor für gewöhnliche Fotografie
(beispielsweise für Schnappschüsse)
verwendet wird, sogar wenn die
Transportgeschwindigkeit gering ist oder die Aufnahmekapazität klein, da es notwendig
wird, die Transportgeschwindigkeit oder die Aufnahmekapazität zu erhöhen, um einen
kontinuierlichen Fotografiervorgang, wie beispielsweise für Sportfotografie, auszuführen.
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Als Lösung hierfür ist beispielsweise in der US-PS 3 853 396 ein Verfahren
beschrieben, gemäß dem eine Hilfs-Energiequelle in Serie zu der Antriebs-Energiequelle
geschaltet ist. Wenn jedoch die Hilfs-Energiequelle lediglich in Serie zu der Antriebs-Energiequelle
geschaltet ist, wird, wie aufgrund Gleichung (2) ersichtlich ist, lediglich V groß
und die Kurve B in den Figuren 1 (a) und (b) wird parallel verschoben, so daß die
Kurve D (Abgabemoment/Geschwindigkeits-Charakteristik) entsteht; wenn die Hilfs-Energiequelle
verwendet wird. Wie aus Figur 1 (a) und Gleichung (2) ersichtlich ist, wird das
Startmoment (wenn die Geschwindigkeit (Umdrehungszahl) 0 ist) von t auf r2 erhöht,
während, wie aus Figur 1 (a) und Gleichung (1) ersichtlich ist, der Startstrom von
I1 auf I2 anwächst. Somit wird im Fall der herkömmlichen Einrichtung das Startmoment
erhöht, so daß, wenn die Hilfs-Energiequelle verwendet wird, ein zu großes Moment
an den Film angelegt wird, wenn eine voraegebene Zahl von Bildern aufgenommen werden
soll, mit dem Ergebnis, daß der Film oft beschädigt wird, was natürlich unzulänglich
ist. Ferner wird der Startstrom ebenfalls erhöht, so daß ein Motor-Steuerschalter,
Transistoren usw. für großen Strom bei einer motorgetriebenen Kamera verwendet werden
müssen, mit dem Ergebnis, daß die Herstellungskosten der motorgetriebenen Kamera
erhöht werden, während ihre Abmessungen größer werden.
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Da nicht nur das Startmoment und der Startstrom erhöht werden, sondern
auch, wie aus Figur 1 (b) ersichtlich ist, die Geschwindigkeit (Umdrehungszahl N2)ohne
Last ebenfalls
erhöht wird, so daß, wie vorstehend erläutert, der
Bereich der Geschwindigkeit ohne Last, der bei Verwendung lediglich der Antriebs-Energiequelle
von 10 000 bis 15 000 r.p.m.
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reicht, weiter erhöht wird, wenn die Hilfs-Energiequelle verwendet
wird; dies verkürzt die Lebensdauer des Motors und beschädigt ihn oft, was natürlich
unzulänglich ist.
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Zur Beseitigung der genannten Nachteile ist ein Motor mit Regler vorgeschlagen
worden, wodurch der Aufbau des Motors kompliziert wird, so daß die Herstellungskosten
hoch werden und leicht ein Schaden auftritt, was ebenfalls nicht erwünscht ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die Erhöhung des Startmoments und des
Startstroms des Motors, wenn eine Hilfs-Energiequelle verwendet wird, dadurch zu
verhindern, daß eine Einrichtung vorgesehen wird, die das Ausgangssignal der Hilfs-Energiequelle
erniedrigt, wenn der Ausgangsstrom der Hilfs-Energiequelle einen bestimmten Wert
erreicht. Ferner soll erfindungsgemäß die Erhöhung der Geschwindigkeit (Umdrehungszahl)
ohne Last überprüft werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 (a) und (b) die
Charakteristik eines Gleichstrommotors zur Erläuterung der Arbeitsweise der vorliegenden
Erfindung, Figur 2 perspektivisch ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
wobei eine motorgetriebene Kamera und eine Hilfs-Energieq-uelleneinrichtung konkret
dargestellt sind, Figur 3 die Stromversorgungsschaltunq der in Figur 2 gezeigten
motorgetriebenen Kamera und der Hilfs-Energiequel-
leneinrichtung,
Figur 4 perspektivisch ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, das den Befestigungsteil
einer motorgetriebenen Kamera und einer Hilfs-Energiequelleneinrichtung konkret
zeigt, und Figur 5 die Stromversorgungsschaltung der in Figur 4 gezeigten motorgetriebenen
Kamera und der Hilfs-Energiequelleneinrichtung.
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Im folaenden soll ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in
Verbindung mit den Figuren 2 und'3 erläutert werden.
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Figur 2 zeigt die motorgetriebene Kamera und die Hilfsenergiequelleneinrichtung.
In der Zeichnung ist mit 1 eine Kamera bezeichnet, bei der der Transportmotor und
die Eneroiequelle eingebaut sind, so daß der Transportvorgang mittels des Motors
erfolgen kann. 2 ist ein Stativgewinde, das an der Bodenfläche der motorgetriebenen
Kamera angebracht ist, 3 ein Führungsloch, 4 ein bewegbarer Zapfen, und 5 und 6
Anschlüsse, die mit der Hilfs-Energiequelleneinrichtung verbindbar sind. 7 ist eine
Hilfs-Energiequelleneinrichtung, in die die Hilfs-Energiequelle und die Energiequellen-Steuerschaltung
einbaut sind, 8 eine Befestigunasschraube, mit der die Einrichtung an der motorgetriebenen
Kamera befestiat wird, 9 ein Führungszapfen, 10 ein fester Zapfen und 11 und 12
Anschlüsse, die elektrisch mit den Anschlüssen 5 bzw. 6 der motorgetriebenen Kamera
verbunden werden sollen.
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In Figur'3 ist 13 ein Antriebsmotor der motorgetriebenen Kamera, dessen
Antrieb mittels einer Motor-Steuerschaltung 14 gesteuert wird. 15 ist die Antriebs-Energiequelle
in der motorgetriebenen Kamera, die den Motor 13 und die Steuerschaltung 14 über
einem Schalter 16 für die Antriebsenergiequelle
mit Energie versorgt.
Der Schalter ist normalerweise geöffnet und wird geschlossen, wenn der bewegliche
Zapfen 4 niedergedrückt wird, wobei die Anschlüsse 5 und 6 an den beiden Enden des
Schalters 16 angeordnet sind. Diese Elemente sind in der motorgetriebenen Kamera
1 angeordnet. In der Hilfs-Energiequelleneinrichtuna 7 ist die Hilfs-Energiequelle
anordnet. Mit der positiven Seite der Hilfs-Energiequelle 17 und dem Anschluß 11
ist ein Steuertransistor 18 für die Ausgangsspannuna verbunden, wobei,wie gezeigt,
zwischen die Basis und den Kollektor des Transistors 18 ein Widerstand 19 geschaltet
ist. Zwischen die negative Seite der Hilfsenergiequelle 17 und den Anschluß 12 ist
ein Erfassungswiderstand 20 für den Ausgangsstrom geschaltet, wobei mit den beiden
Anschlüssen des Widerstandes und der Basis des Transistors 18 der Transistor 21
wie gezeigt verbunden ist.
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Im folgenden soll die Arbeitsweise dieses Aufbaus erläutert werden.
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Da der bewegliche Zapfen 4 nicht niedergedrückt wird, wenn lediglich
die motorgetriebene Kamera 1 verwendet wird, ohne daß die Hilfs-Energiequelleneinrichtung
7 an der motorgetriebenen Kamera 1 angebracht ist, ist der Schalter 16 geschlossen
und die Hilfs-Energieauelleneinrichtuna 15 wird durch die Steuerschaltung 14 derart
gesteuert, daß Strom von der positiven Seite der Energiequelle 15 über den Schalter
16, den Motor 13 und die Steuerschaltung 14 zu der negativen Seite der Energiequelle
15 fließt, wodurch der Motor 13 den Transportvorgang ausführt. Wenn die Hilfs-Energiequelleneinrichtung
7 verwendet werden soll, wird die Hilfs-Energiequelleneinrichtung 7 an der Bodenfläche
der motorgetriebenen Kamera 1 dadurch angebracht, daß der Führungszapfen 9 in das
Führungsloch 3 eingebracht wird und die Befestigungsschraube 8 gedreht wird, so
daß sie in das Stativgewinde 2 der motorgetriebenen Kamera 1 eingeschraubt wird.
Dann drückt der feste Zapfen 10 den beweglichen Zapfen
4 so nieder,
daß der Schalter geöffnet wird, wodurch die Anschlüsse 5 und 6 elektrisch mit den
Anschlüssen 11 bzw. 12 verbunden werden.
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Die Antriebs-Energiequelle 15 wird dann in Serie zu der Hilfs-Energiequelle
17 geschaltet und durch die Steuerschaltung 14 derart gesteuert, daß Strom von der
positiven Seite der Energiequelle über die Anschlüsse 12, den Widerstand 20, die
Energiequelle 17, den Transistor 18, den Anschluß 11, den Anschluß 5, den Motor
13, die Steuerschaltung 14 und die negative Seite der Energiequelle 15 fließt, wodurch
der Motor 13 den Transportvorgang ausführt. Wenn zum Zeitpunkt des Motorstarts oder
dergleichen der Antriebsstrom des Motors, d.h. der Ausgangsstrom der Hilfs-Energiequelle
größer als ein bestimmter Wert wird, sperrt der Transistor 21 aufgrund der Spannungsdifferenz
am Widerstand. Dann erniedriat sich das Potential an der Basis des Transistors 18
sowie die Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen 11 und 12. Der Motor 13 zeigt
somit die Charakteristik E1 in Figur 1 (a).
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Im folgenden soll die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den
Figuren 4 und 5 erläutert werden, in denen ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt
ist. In den Figuren sind gleiche Elemente wie in den Figuren 2 und 3 mit denselben
Bezugszeichen versehen.
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Figur 4 zeigt eine motorgetriebene Kamera und eine Hilfs-Energiequelleneinrichtung.
In der Zeichung ist 1 eine motorgetriebene Kamera, bei der ein Transportmotor und
eine Antriebs-Energiequelle so eingebaut sind, daß der Transportvorgang mittels
des Motors ausgeführt wird. 2 ist ein Stativgewinde an der Bodenfläche der motorgetriebenen
Kamera, 3 ein Führungsloch, 4 ein beweglicher Zapfen und 25, 26, 27 und 28 Anschlüsse,
die mit der Hilfs-Energiequelle zu verbinden sind. 7 ist die Hilfs-Energiequelleneinrichtung,
in
die die Hilfs-En-ergieauelle und die Energiequellen-Steuerschaltunq eingebaut sind.
8 ist eine Befestigungsschraube zur Befestigung der Einrichtung an der motorgetriebenen
Kamera, 9 ein Führungszapfen, 10 ein fester Zapfen und 33, 34, 35 und 36 Anschlüsse,
die elektrisch mit den entsprechenden Anschlüssen der motorgetriebenen Kamera zu
verbinden sind.
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In Figur 5 ist 1 eine motorgetriebene Kamera, die kameraseitig eine
Schaltung aufweist, 7 eine Hilfs-Energiequelleneinrichtung, die auf der Seite der
Hilfs-Energiequelleneinrichtung eine Schaltung aufweist, und 13 ein Antriebsmotor
in der motorgetriebenen Kamera 1, der mittels der Motor-Steuerschaltung 22 zu steuern
ist. 15 ist die Antriebs-Energiequelle in der motorgetriebenen Kamera, die den Motor
13 und die Steuerschaltung 22 -über einen ersten Schalter 23 mit Strom versorgt.
Der erste Schalter 23 steht mechanisch mit einem zweiten Schalter 24 in Verbindung,
der zwischen den Motor 13 und die Steuerschaltung 22 geschaltet ist, wobei beide
Schalter normalerweise eschlossen sind und geöffnet werden, wenn der bewegliche
Zapfen 4 niedergedrückt wird. In der Hilfs-Energiequelleneinrichtung 7 ist eine
Hilfs-Energiequelle 17 angeordnet. 29, 30 und 31 sind Widerstände, die mit dem Motor
13 in der motorgetriebenen Schaltung eine Brückenschaltuna bilden, wenn die Hilf.s-Energiequelleneinrichtung
an der motorgetriebenen Kamera angebracht ist. 32 ist ein Widerstand, der mit dem
neutralen Punkt der Widerstände 29 und 30 und dem Widerstand 31 und dem Anschluß
35 verbunden ist, um so die Leistung der Brückenschaltung zu erfassen. 37 ist ein
Transistor, der zwischen die Anschlüsse 33 und 34 geschaltet ist, wie dies in der
Zeichnung dargestellt ist, und die an den Motor 13 angelegte Spannung entsprechend
dem Ausgangssignal des Transistors 32 steuert. 38 ist ein Kondensator, der den Transistor
zum Zeitpunkt des Starts des Motors 13 betätigt; 39 und 40 sind Widerstände, die
wie in Figur 5 dargestellt verbunden sind.
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Im folgenden soll die Arbeitsweise des vorstehend erläuterten Aufbaus
erklärt werden.
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Da der bewegliche Zapfen 4 nicht niedergedrückt ist, wenn lediglich
die motorgetriebene Kamera verwendet wird, ohne daß die Hilfs-Energiequelleneinrichtung
7 an der motorgetriebenen Kamera 1 befestigt ist, sind der erste und der zweite
Schalter 23 bzw. 24 geschlossen und die Antriebsenergiequelle 15 wird mittels der
Steuerschaltung derart gesteuert, daß Strom von der positiven Seite der Energiequelle
15 über den Schalter 23, den Motor 13, den Schalter 24 und die Steuerschaltung 22
zu der negativen Seite der Energiequelle 17 fließt, wodurch der Motor 13 den Transportvorgang
ausführt. Wenn die Hilfs-Energiequelleneinrichtung 7 verwendet wird, wird die Einrichtung
an der Bodenfläche der motorgetriebenen Kamera 1 dadurch angebracht, daß der Führunoszapfen
9 in das Führungsloch 3 eingebracht und die Befestigungsschraube 8 in das Stativoewinde
2 der motorgetriebenen Kamera einceschraubt wird. Der feste Zapfen 10 drückt dann
den beweglichen Zapfen 4 nieder und öffnet den ersten und den zweiten Schalter 23
bzw. 24, während die Anschlüsse 25, 26, 27 und 28 mit den Anschlüssen 33, 34, 35
bzw. 36 verbunden sind. Die Antriebs-Energiequelle 15 und die Hilfs-Energiequelle
17 sind dann in Serie geschaltet und werden durch die Steuerschaltung 22 derart
gesteuert, daß Strom von der positiven Seite der Energiequelle 15 durch den Anschluß
28, den Anschluß 36, die Energiequelle 17, den widerstand 31, den Anschluß 35, den
Anschluß 27, den Motor 13, den Anschluß 25, den Anschluß 23, den Transistor 37,
den Anschluß 34, den Anschluß 26 und die Steuerschaltung 22 zu der negativen Seite
der Energiequelle 15 fließt, wodurch der Motor 13 den Transportvorgang in der Kamera
ausführt. Zusammen mit dem Beginn des Transportvorgangs wird der Anschluß 26 in
der Steuerschaltung mit der negativen Seite der Antriebs-Energiequelle 15 verbunden,
so daß die Transistoren 37 und 32 geschlossen werden.
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Wenn der Transistor 32 geschlossen wird, beginnt der Motor 13 seinen
Ablauf. Wenn die Geschwindigkeit des Motors 13 erhöht wird (über N1 in Figur 1),
erhöht sich der Widerstand des Motors. Da zu diesem Zeitpunkt das Emitterpotential
des Transistors 32 durch die Widerstände 29 und 30 festgelegt wird, nimmt der Ausoangsstrom
des Transistors 32 ab. Folglich nimmt der Basisstrom des Transistors 37 ab.
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Somit erhöht sich das Kollektorpotential des Transistors 37, so daß
die an den Motor 13 angelegte Spannung abnimmt.
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Das heißt, wenn die Geschwindigkeit (Umdrehungszahl) größer als N1
in Figur 1 wird, nimmt die an den Motor angelegte Spannung zusammen mit dem Abnehmen
der Impedanz ab, das heißt, der Stromverbrauch des Motors nimmt ab, wodurch die
Charakteristik E2 in Figur 1 (b) sicheraestellt wird.
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Um die Charakteristik E2 in Figur 1 (b) gleichungsmäßig darzustellen,
wird g in den Gleichungen (1) und (2) eliminiert: I - C2 N = C3V - -C4( C1 ) = C3V
+ C5 + C6 ..... (3) Hierbei sind C5 und C6 Konstanten. Im folgenden sei der Stromverbrauch
I1, wenn das Abgabemoment E 1 in Figur 1 ist, so daß gilt N = C7 (Konstante) .....
(4) wenn 1 < I1 ist, da es ausreichend ist, das Anwachsen der Umdrehungszahl
zwischen dem Abgabemoment 1 1 und dem belastungsfreien Fall zu überprüfen.
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Wenn N in den Gleichungen (3) und (4) eliminiert wird, erhält man
C3V + C51 + C5 " C7
Deshalb ergibt sich: V = C8I + C9 .... (5)
(C8, Cg : Konstanten) Folglich kann in dem Fall, daß der Abgabestrom der Hilfs-Energiequelleneinrichtung
kleiner als ein vorgegebener Wert (I1) ist, die Charakteristik E2 in Figur 2 (b)
erhalten werden, wenn die Ausgangsspannung der Hilfs-Energiequelleneinrichtung proportional
zum Stromwert erniedrigt wird.
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Die obigen Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Hilfs-Energiequelleneinrichtung
für eine motorgetriebene Kamera, bei der der Motor eingebaut ist; es versteht sich
jedoch von selbst, daß die vorliegende Erfindung auch bei einer Ililfs-Energiequelleneinrichtuno
für eine getrennte Motorantriebseinrichtung angewendet werden kann.
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Wie vorstehend erläutert worden ist, wachsen erfindungsgemäß das Startmoment
und der Startstrom nicht an, wenn die Hilfs-Energiequelle verwendet wird, so daß
der Film nicht beschädigt wird, wenn der Film transportiert wird, und die Geschwindigkeit
(Umdrehungszahl) des Motors wird nicht grö-Ber als ein voraeaebener Wert, so daß
der Motor nicht beschädigt wird und die Transportgeschwindigkeit und die Aufnahmekapazität
erhöht werden. Ferner kann die Steuerschaltung zur Änderung der Motorcharakteristik
in der Hilfs-Energieuelleneinrichtung angeordnet werden, so daß die Herstellungskosten
der motorgetriebenen Kamera nicht größer werden und ihre Größe nicht zunimmt.
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Beschrieben wird eine Hilfs-EnerTiequelleneinrichtung, die in Serie
zu der EnercTieauelle einer Motorantriebseinrichtung geschaltet wird, die in der
Kamera eingebaut ist oder an die Kamera anbringbar ist, um die Transportgeschwindigkeit
der Kamera zu erhöhen, und die so eingerichtet ist, daß die Hilfs-Eneraiequelleneinrichtung
mit einer derartigen Erfassungseinrichtung für den Laststrom versehen ist, daß der
Strom, der von der Hilfs-Energiequelleneinrichtung an die Kamera abgegeben wird,
durch das Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung für den Laststrom abgesenkt wird,
wenn ein bestimmter voraegebener Wert der Ausaangsspannung der Hilfs-Energiequelleneinrichtun
erreicht wird.
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