DE10164368A1

DE10164368A1 - Kamerastativkopf mit Gewichtsausgleich

Info

Publication number: DE10164368A1
Application number: DE10164368A
Authority: DE
Inventors: Erwin Tilschneider
Original assignee: Sachtler GmbH and Co KG
Current assignee: Sachtler GmbH and Co KG
Priority date: 2001-01-05
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-06-18
Also published as: DE10100316C1

Abstract

Ein Kamerastativkopf weist folgendes auf: ein Sockelelement (4); eine neigbare Anordnung (2), die einerseits um eine Neigeachse (N) drehbar mit dem Sockelelement (4) verbunden und andererseits fest mit einem Kameraaufbau verbindbar ist; und eine Einrichtung zum Ausgleichen eines bei der Neigebewegung auftretenden Neigemoments, welche zumindest eine Biegefeder (3) aufweist, die sich an ihrem einen Ende gegen das Sockelelement (4) abstützt. Die Einrichtung zum Ausgleichen des Neigemoments weist eine Mitnehmeranordnung (5) auf, welche an einer von der Neigeachse (N) beabstandeten Stelle an der neigbaren Anordnung (2) angebracht ist und beim Neigen des Kameraaufbaus die Biegefeder (3) in Neigungsrichtung auslenkt. Die Biegefeder (3) übt über die Mitnehmeranordnung (5) ein im wesentlichen sinusförmiges Rückstellmoment auf die neigbare Anordnung und somit auf den Kameraaufbau aus.

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kamerastativkopf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des Anspruchs 7.
Kameras, die - beispielsweise aufgrund ihres Gewichts oder ihrer Größe oder aufgrund besonderer Anforderungen an eine ruhige Kameraführung - nicht von Hand gehalten werden können, ruhen auf einem Kamerastativ oder einem Kamerapedestal. Dabei ist die Kamera auf einem Kamerastativkopf um eine horizontale Achse (Neigeachse) und eine vertikale Achse (Schwenkachse) drehbar gelagert, damit der Kameramann mit dem Kameraobjektiv bewegten Objekten folgen kann. (Im folgenden wird allein der Begriff "Kamerastativ" verwendet; die Ausführungen gelten jedoch ebenso für Kamerapedestale.) Beim Neigen der Kamera, d. h. beim Drehen des Kamerastativkopfes um seine Neigeachse, bewirkt der Abstand des Schwerpunkts der Kamera von dieser Neigeachse (Schwerpunkthöhe) zusammen mit der Gewichtskraft der Kamera ein vom Neigewinkel abhängiges Drehmoment um die Neigeachse.
Die Einrichtung für den Gewichtsausgleich soll durch die Kompensation dieses Neigemoments ein kraftfreies Neigen der Kamera ermöglichen. Dabei ist es erforderlich, dass der Gewichtsausgleich aufgrund des raschen Wechsels des Lastmoments beim Aufsetzen von verschiedenen Kameras oder von Kamerazubehör wie Telepromptern etc. schnell und einfach an verschiedene Gewichte und verschiedene Schwerpunkthöhen anpassbar ist.
Außerdem soll der Gewichtsausgleich die Kamera in jeder Neigeposition direkt und unmittelbar ohne jede Nachbewegung halten, und zwar innerhalb eines Neigebereichs von mindestens ±90°, um das gesamte räumliche Gesichtsfeld beim Neigen der Kamera abdecken zu können.
Um sanfte Neigebewegungen zu ermöglichen, sollte der Kamerastativkopf darüber hinaus eine vom Gewichtsausgleich unabhängige, möglichst ebenfalls verstellbare, reibungsfreie Dämpfungseinrichtung aufweisen.

Stand der Technik

Bekannte Kamerastativköpfe weisen zum Dämpfen der Neigebewegung beispielsweise ein hydraulisches Dämpfungsglied mit einstellbarem Drehwiderstand auf, wie es in der Deutschen Patentschrift 24 57 267 beschrieben ist. Auch das Deutsche Patent P 26 57 692 beschreibt eine Dämpfungseinrichtung für Kamerastativköpfe.

Hinsichtlich des Gewichtsausgleichs ist es beispielsweise bekannt, das Neigemoment mit mehreren auf der Neigeachse hintereinander angeordneten Scheibentorsionsfedern aus Gummi zu kompensieren (DE 30 26 379). Der Gewichtsausgleich kann hier über das Zu- oder Abschalten von einzelnen Federn angepasst werden. Bekannt ist außerdem eine Kompensation des Neigemoments über hintereinander geschaltete Druck- oder Zugfedern.

Aus der DE 39 08 682 A1 ist eine Vorrichtung zum Ausgleich des Gewichtes eines um eine Nickachse zu schwenkenden Gegenstands bekannt. Ein Rückstellmoment wirkt mit Hilfe einer Biegefederanordnung über einen Hebelarm auf die Nickachse. Um den Nickbereich zu vergrößern und bei allen Nickwinkeln eine ideale Drehmomentkompensation zu erzielen, weist die Ausgleichsvorrichtung ein Untersetzungsgetriebe auf, wobei die Achse der Eingangswelle die Nickachse ist und wobei die Biegefederanordnung über einen Hebelarm auf die Ausgangswelle wirkt.

Darstellung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kamerastativkopf mit einer Einrichtung zum Ausgleichen eines bei dieser Neigebewegung auftretenden Gewichtsmoments zu schaffen, die das Neigemoment möglichst exakt kompensiert und dennoch kompakt ausgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kamerastativkopf mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Kamerastativkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.

Gemäß dem Patentanspruch 1 weist die Einrichtung zum Ausgleichen des Neigemoments eine Mitnehmeranordnung auf, welche an einer von der Neigeachse beabstandeten Stelle an einer neigbaren Anordnung angebracht ist und beim Neigen des Kameraaufbaus die Biegefeder in Neigungsrichtung auslenkt. Die Biegefeder übt über die Mitnehmeranordnung ein im wesentlichen sinusförmiges Rückstellmoment auf die neigbare Anordnung und somit auf den Kameraaufbau aus. Im Gegensatz dazu wird gemäß dem Patentanspruch 7 zumindest eine Biegefeder durch die Mitnehmeranordnung entgegen der Neigungsrichtung ausgelenkt.

Der Abstand zwischen der Neigeachse und dem Angriffspunkt der Mitnehmeranordnung an der Biegefeder bildet einen für das Rückstellmoment wirksamen Hebelarm, so dass die Biegefeder ein Rückstellmoment auf den Kameraaufbau ausübt. Die Rückstellkraft der Biegefeder ist abhängig von dem Neigungswinkel der Kamera, und das erzeugte Rückstellmoment ist sinusförmig.

Dies bietet den Vorteil, dass der Verlauf des Kompensationsmoments dem Verlauf des Neigemoments beim Neigen der Kamera im gesamten Neigebereich von mindestens ± 90° entspricht, so dass sich die Kamera bei großen Neigewinkeln ebenso kraftarm neigen lässt wie bei kleinen Neigewinkeln und auch bei großen Neigewinkeln in jeder gewünschten Stellung ohne Nachbewegung stehen bleibt. Gleichzeitig kann die Biegefeder kompakt ausgeführt und in den Kamerastativkopf integriert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Kamerastativkopfes gemäß dem Patentanspruch 1 ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen.

So ist die Mitnehmeranordnung vorzugsweise drehbar an der neigbaren Anordnung angebracht, wobei die entsprechende Drehachse parallel zur Neigeachse liegt. Diese Relativdrehung bewirkt, dass die Neigebewegung der Kamera nicht vollständig auf die Biegefedern übertragen wird. Beispielsweise bildet sich bei einem Neigewinkel der Kamera und somit auch der neigbaren Anordnung von 90° ein Winkel zwischen der Mitnehmeranordnung und der neigbaren Anordnung aus, der bewirkt, dass die Auslenkung der Biegefedern weitaus weniger als 90° beträgt. So kann der insbesondere für Kameraaufbauten gewünschte Neigungsbereich von ±90° gewährleistet werden, ohne dass die Biegefedern über ihre maximal zulässigen Materialspannungen hinaus beansprucht würden.

Dazu ist es insbesondere vorteilhaft, wenn sich die Mitnehmeranordnung beim Neigen der Kamera relativ zu der Biegefeder bewegt.

In einer vorteilhaften, stabilen Ausgestaltung weist die neigbare Anordnung zumindest einen Neigeschenkel auf, der an seinem einen Ende vorzugsweise mit einer Trägerplatte verbunden ist, auf die der Kameraaufbau montiert werden kann. Eine besonders stabile Ausgestaltung wird durch die Verwendung von zumindest zwei parallel zueinander angeordneten Neigeschenkeln erreicht.

Eine Möglichkeit zur Ausgestaltung der Biegefeder besteht in dem Vorsehen einer Biegefederplatte. Durch geeignete Wahl der geometrischen Form der Biegefederplatte (Rechteck, Dreieck, Trapez, etc.) kann die Kennlinie des sinusförmigen Rückstellmoments optimiert werden. Auch durch Ausnehmungen, die z. B. durch das Ausstanzen von Material entstehen, kann das Verhalten der Biegefederplatte geeignet beeinflusst werden. Die Auslenkung der Biegefederplatte erfolgt sinnvollerweise senkrecht zu ihrer Flächenebene.

Ebenso denkbar ist jedoch die Verwendung von anderen Biegefederformen wie z. B. Federstäben, die zylindrisch, konisch, hohl, etc. ausgestaltet sein können.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht die Mitnehmeranordnung aus zumindest einem Trägerelement, welches drehbar mit dem Neigeschenkel verbunden ist, und einem Mitnehmer, der die Biegefeder auslenkt. Es können auch zwei oder mehr Mitnehmer vorgesehen sein, welche sich dann vorzugsweise parallel zur Neigeachse erstrecken. Ein Mitnehmer ist dann beispielsweise in Neigungsrichtung vor der Biegefeder und ein zweiter hinter der Biegefeder angeordnet, so dass abhängig von der Neigungsrichtung der eine oder der andere Mitnehmer die Biegefeder auslenkt. Diese Mitnehmer können beispielsweise als Stangen ausgestaltet sein.

Um die Reibungsverluste bei der Übertragung der Neigungsbewegung von der Mitnehmeranordnung auf die Biegefedern möglichst gering zu halten, ist es vorteilhaft, an der Mitnehmeranordnung reibungsvermindernde Elemente z. B. in Form von Rollen oder Kugellagern vorzusehen. Je geringer die Reibung zwischen Biegefeder und Mitnehmerachsen ist, desto geringer ist der am Beginn einer Neigungsbewegung auftretende "Losreißeffekt".

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kamerastativkopfes sind mehrere Biegefedern vorgesehen, und jeweils ein Mitnehmer ist zwischen zwei Biegefedern angeordnet. Mitnehmer und Biegefeder sind daher abwechselnd miteinander angeordnet.

Eine besonders kompakte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kamerakopfes kann dadurch erzielt werden, dass ein Federpaket anstelle einer einzelnen Biegefeder verwendet werden. Im Fall von mehreren Biegefederpaketen sind dann Biegefederpakete und Mitnehmer senkrecht zur Neigeachse miteinander abwechselnd angeordnet. Die Einzelfedern der Biegefederpakete sind dann relativ dünn ausgestaltet, wodurch sie bei gleichbleibender Länge relativ weit ausgelenkt werden können, bis ihre maximal zulässige Materialspannung erreicht ist. Je dünner eine Biegefeder ausgestaltet ist, desto kürzer kann sie daher gewählt werden, um eine gewünschte maximale Auslenkung zu gewährleisten. Um dennoch eine zufriedenstellende Rückstellkraft zu erreichen, werden diese dünnen, kurzen Federn zu Paketen zusammengefasst, in denen sie sich relativ zueinander bewegen können. Die Rückstellkräfte der kurzen, dünnen Federn im Paket addieren sich dann zu einer Gesamtrückstellkraft des Pakets, wobei die kurze Baulänge erhalten bleibt. Mit der Anzahl der Federn im Paket steigt allerdings auch die Anzahl der Kontaktflächen und somit der Reibungsverlust. Zwischen den Federplatten im Paket ist daher vorzugsweise ein Schmiermittel vorgesehen. Durch die Verringerung der Reibung reduzieren sich wiederum auch der "Losreißeffekt" sowie die bei der Verformung der Federn auftretende Hysterese.

Die Verwendung von Federpaketen hat außerdem den Vorteil, dass sich ein Bruch einer einzelnen Feder nicht so stark auswirkt wie bei der Verwendung von Einzelfedern.

Zum Anpassen der Gewichtsausgleichsvorrichtung an verschiedene Kameragewichte und Schwerpunkthöhen ist vorzugsweise eine Einstelleinrichtung vorgesehen, um die wirksame Federlänge der Biegefeder zu verändern, so dass diese beim Biegen nicht über ihre gesamte Länge, sondern nur in einem Teilbereich elastisch verformt werden. Dabei ist auch eine dynamische Beeinflussung der wirksamen Federlänge denkbar, wodurch die Federkennlinie besonderen Anforderungen angepasst werden kann. Die Federlänge geht in dritter Potenz in das Rückstellmoment ein.

Die Federsteifigkeit der Biegefeder des erfindungsgemäßen Kamerastativkopfs wird demnach an das Gewicht der Kamera, die sich momentan auf dem Kamerastativkopf befindet, angepasst und hat dann einen Verlauf, der exakt dem Verlauf des Gewichtsmoments der Kamera beim Neigen um die Neigeachse entspricht: Wenn der Massenschwerpunkt der Kamera genau vertikal oberhalb der Neigeachse liegt, wird kein Drehmoment von der Feder erzeugt. Beim Neigen der Kamera aus der Ruhelage steigt das durch das Kameragewicht erzeugte Neigemoment mit wachsendem Neigewinkel sinusförmig an, und gleichzeitig wächst auch das von der Biegefeder erzeugte Kompensationsmoment sinusförmig an. In jedem Neigewinkel wird das Neigemoment also durch ein exakt gleich großes Gegenmoment kompensiert, so dass die Kamera in jeder Neigelage im Gleichgewicht gehalten wird. Der Kameramann benötigt dann nur geringfügige Kräfte zum Neigen der Kamera, und die Kamera bleibt in jedem Neigewinkel stehen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kamerastativkopfs ist die Federsteifigkeit der Biegefeder stufenlos einstellbar. So kann die Federsteifigkeit exakt an Kameras mit beliebigem Gewicht und beliebiger Schwerpunkthöhe angepasst werden, wobei gängige Kameras inklusive Zubehör ein Gewicht von bis zu 150 kg und eine Schwerpunkthöhe von bis zu 50 cm aufweisen können. Bei Telepromptern und weiterem Kamerazubehör, das ebenso auf den erfindungsgemäßen Kamerastativkopf montiert werden kann, mögen davon abweichende Gewichts- und Hebelverhältnisse vorliegen; auch das durch solche Aufbauten entstehende Gewichtsmoment kann von der erfindungsgemäßen Einrichtung für den Gewichtsausgleich kompensiert werden.

Außerdem kann auch der Abstand zwischen der Neigeachse und der Verbindungsstelle von neigbarer Anordnung und Mitnehmeranordnung, d. h. der für das Rückstellmoment wirksame Hebelarm, verstellbar ausgestaltet werden. Über ein Verkürzen oder Verlängern dieses Hebelarms kann die sinusförmige Kennlinie des Rückstellmoments optimiert werden. Ebenso gut ist es jedoch möglich, den Hebelarm einmal geeignet festzulegen und nicht veränderbar zu gestalten.

Um das Federmaterial möglichst gut auszunutzen, ist es sinnvoll, die Biegefeder bei einem Neigewinkel der Kamera von 90° annähernd mit ihrer zulässigen Materialspannung zu beanspruchen.

Als Material für die Biegefeder können beispielsweise Kohlefasern, Stahl oder Glasfasern oder auch Kombinationen aus diesen oder anderen Materialien verwendet werden. Die Biegefedern können außerdem auch in Sandwichbauweise ausgeführt sein.

Außerdem ist es vorteilhaft, die Biegefeder so relativ zu Sockelelement und Mitnehmeranordnung anzuordnen, dass bei einem Neigungswinkel von 0° eine geringe Vorspannkraft auf die Biegefeder wirkt. So wird in der Ruhelage von 0° ein Spiel vermieden.

Wie oben ausgeführt, weist der erfindungsgemäße Kamerastativkopf in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung außerdem eine Einrichtung zum Dämpfen der Neigungsbewegung auf.

Schließlich kann die Biegefeder sowohl als Hohlkörper als auch als Vollkörper ausgestaltet sein oder eine Kombination aus zumindest einem Hohl- und zumindest einem Vollkörper darstellen. Im Falle von mehreren Biegefedern oder von Biegefederpaketen können zugleich sowohl Hohl- als auch Vollkörper vorgesehen sein. Im übrigen kann die Biegefeder jede geeignete geometrische Form haben, also beispielsweise auch zylindrisch ausgestaltet sein.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Kamerastativkopfes gemäß dem Patentanspruch 7 ergeben sich ebenfalls aus den zugehörigen Unteransprüchen.

Insbesondere können zwei Biegefedern vorgesehen sein, die bei einem Neigungswinkel von 0° bezüglich einer vertikal durch die Neigeachse verlaufenden Ebene spiegelbildlich zueinander unter dem gleichen Winkel angeordnet sind. Bei positiven Neigungswinkeln wird dann bei geeigneter geometrischer Anordnung der Biegefedern eine der Biegefedern stärker entgegen der Neigungsrichtung ausgelenkt und die andere weniger stark in Neigungsrichtung. Bei negativen Neigungswinkeln kehren sich die Verhältnisse um.

Es ist jedoch auch denkbar, nur eine einzige Biegefeder vorzusehen, die an ihrem einen Ende fest eingespannt ist. Die Mitnehmeranordnung ist dann so an der Biegefeder gelagert, dass sie sich in Längsrichtung der Biegefeder an der Biegefeder entlang bewegen kann und die Biegefeder dabei sowohl bei positiven als auch bei negativen Neigungswinkeln der Kamera auslenkt.

Zudem kann die Mitnehmeranordnung eine fest mit der neigbaren Anordnung verbundene Trägerstange aufweisen. Beim Neigen der Kamera bewegt sich die Trägerstange dabei relativ zu der zumindest einen Biegefeder. Daher ist es vorteilhaft, die Trägerstange so auszugestalten, dass möglichst wenig Reibung zwischen der Trägerstange und der Biegefeder auftritt. Zu diesem Zweck kann die Trägerstange einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen sowie eine möglichst glatte Oberfläche.

Die Trägerstange kann alternativ bezüglich der neigbaren Anordnung um ihre Längsachse drehbar sein, was einen zusätzlichen Freiheitsgrad zwischen der Mitnehmeranordnung und der zumindest einen Biegefeder schafft.

Zusätzlich zu der Trägerstange kann eine drehbar um diese Trägerstange herum angeordnete Hülse vorgesehen sein, die beim Neigen des Kameraaufbaus auf der zumindest einen Biegefeder abrollt. In diesem Fall hat die Trägerstange ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt. Die abrollende Hülse erleichtert die Relativbewegung zwischen der Trägerstange und der Biegefeder.

Im Fall einer einzelnen Biegefeder ist die Hülse oder die drehbare Trägerstange dann vorzugsweise in Längsrichtung der Biegefeder an der Biegefeder entlang geführt. Die Mitnehmeranordnung ist dann entlang der Biegefeder beweglich und kann außerdem über die Hülse oder die drehbare Trägerstange bezüglich der Biegefeder verschwenkt werden. Gleichzeitig ist die Mitnehmeranordnung über die Hülse oder die drehbare Stange so an der Biegefeder entlang geführt, dass sie diese sowohl bei positiven als auch bei negativen Neigungswinkeln der Kamera auslenkt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Im einzelnen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht der in einer ersten bis dritten Ausführungsform wirkenden Kräfte und Momente,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kamerastativkopfs in perspektivischer Ansicht,

Fig. 3 eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kamerastativkopfes,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt durch die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamerastativkopfes im ausgelenkten Zustand,

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamerastativkopfs mit einer Dämpfungseinrichtung,

Fig. 7 eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamerastativkopfs in zwei verschiedenen Stellungen, und

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der vierten Ausführungsform in diesen beiden Stellungen.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung

Fig. 1 verdeutlicht das Prinzip der ersten bis dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt schematisch einen Kameraaufbau 1, welcher an einer neigbaren Anordnung 2 angebracht ist, die wiederum drehbar um eine Neigeachse N (senkrecht zur Zeichenebene) an einem Sockelelement 4 gelagert ist, wobei die Verbindung zwischen dem Sockelelement 4 und der neigbaren Anordnung 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Eine Biegefeder 3 stützt sich in dem Sockelelement 4 ab.
Eine Mitnehmeranordnung 5 ist drehbar an der neigbaren Anordnung 2 gelagert, und die Biegefeder 3 steht über diese Mitnehmeranordnung 5 mit der neigbaren Anordnung 2 in Verbindung. Dabei ist eine Gleitbewegung zwischen Mitnehmeranordnung 5 und Biegefeder 3 möglich.
Fig. 1 verdeutlicht darüber hinaus die in dem System herrschenden Kräfte und Momente. Der Kameraaufbau 1 ist aus seiner Gleichgewichtslage, in der sich sein Schwerpunkt S genau vertikal oberhalb der senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Neigeachse N befindet, um den Neigewinkel β ausgelenkt. Aufgrund des Schwerpunktabstands h des Schwerpunkts der Kamera von der Neigeachse N bewirkt der wirksame Hebelarm h sin β zusammen mit der Gewichtskraft G der Kamera ein Neigemoment M_N um die Neigeachse N. Mit wachsendem Winkel β steigt das Neigemoment M_N = G h sin β sinusförmig an.
Zu dem durch die Biegefeder 3 erzeugten Rückstellmoment M_r trägt der Hebelarm a bei, welcher dem Abstand der Neigeachse N von dem Berührpunkt zwischen Mitnehmeranordnung 5 und neigbarer Anordnung 2 entspricht. Die Federkraft F_F der Biegefeder 3 ist von dem Sinus des Neigungswinkels β abhängig, so dass sich ein Rückstellmoment ergibt, welches genau wie das Neigemoment M_N sinusförmig ist. Durch entsprechende Wahl der Federkonstanten sowie des Hebelarms a ergibt sich ein Rückstellmoment M_r, welches das Neigemoment M_N kompensiert. Durch Einstellen der wirksamen Federlänge L kann das Rückstellmoment außerdem genau an ein gegebenes Kameragewicht G und eine Schwerpunktshöhe h angepasst werden, so dass es das auftretende Neigemoment M_N in jeder Neigestellung der Kamera exakt kompensiert.
Fig. 2 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamerastativkopfes. Das Sockelelement 4 besteht hier aus einer Bodenplatte 10 und zwei Sockelarmen 11. Zwei Neigeschenkel 2' sind um eine Neigeachse N drehbar an den beiden Sockelarmen befestigt und tragen ein Trägerelement 12, an dem verschiedene (nicht dargestellte) Kameraufbauten, Teleprompter, Scheinwerfer o. ä. angebracht werden können.
Zum Ausgleich des bei der Neigung des Trägerelements 12 und eines darauf montierten Kameraaufbaus um die Neigeachse N herum auftretenden Neigemoments dient eine Anordnung aus Biegefederplatten 3, welche mit einer Mitnehmeranordnung 5 zusammenwirkt. Die Biegefederplatten 3 sind an ihrem unteren Ende über eine Einstelleinrichtung mit dem Sockelelement 4 verspannt. Die Einstelleinrichtung beinhaltet ein Schiebeelement 8, das über eine Einstellschraube 9 vertikal relativ zu dem Sockelelement 4 verschoben werden kann, wodurch sich der Angriffspunkt der Mitnehmeranordnung 5 an den Biegefederplatten 3 verschiebt, so dass sich die wirksame Federlänge der Biegefederplatten 3 ändert. Zur Führung des Schiebeelements 8 der Einstelleinrichtung vertikal relativ zu dem Sockelelement 4 dienen zwei Führungsnuten 15.
An ihrem oberen Ende stehen die Biegefederplatten 3 mit Mitnehmern 7 der Mitnehmeranordnung 5 in Verbindung. Diese Mitnehmer 7 sind über zwei Trägerelemente 6 mit den Neigeschenkeln 2' verbunden, wobei die Trägerelemente 6 sich gegenüber den Neigeschenkeln 2' um eine Achse Z drehen können, die parallel zur Neigeachse N liegt. Der Abstand zwischen der Neigeachse N und der Achse Z entspricht dem oben genannten Hebelarm a, welcher in der vorliegenden Ausführungsform nicht verstellbar ist.
Werden nun die Neigeschenkel 2' und somit auch der Kameraaufbau um die Neigeachse N herum geneigt, so überträgt sich diese Bewegung von den Neigeschenkeln 2' über die Trägerelemente 6 und die Mitnehmer 7 auf die Biegefederplatten 3. Um die Reibung zwischen den Mitnehmern 7 und den Biegefederplatten 3 möglichst gering zu halten, sind die Mitnehmer 7 von Rollen 13 umgeben, die bei einer Relativbewegung zwischen Mitnehmern 7 und Biegefederplatten 3 auf den Biegefederplatten 3 abrollen.
Dabei wird die Neigebewegung des Kameraaufbaus nicht vollständig auf die Biegefederplatten 3 übertragen, da sich die Trägerelemente 6 gegenüber den Neigeschenkeln 2' drehen können. Aufgrund dieser Relativdrehung zwischen Trägerelementen 6 und Neigeschenkeln 2' wirken die Rückstellkräfte der Biegefederplatten 3 stets senkrecht auf die Mitnehmer 7, wodurch ein Verklemmen des Systems vermieden wird.
Fig. 3 ist eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kamerastativkopfes. Im Unterschied zu dem in Fig. 2 dargestellten Kamerastativkopf verwendet diese zweite Ausführungsform Federpakete 3' aus Biegefederplatten anstelle von einzelnen Biegefederplatten 3, was aus Fig. 3 allerdings noch nicht ersichtlich ist. Im übrigen entspricht die zweite Ausführungsform der ersten, und in Fig. 3 ist noch deutlicher zu erkennen, wie die Biegefederpakete 3' über das Schiebeelement 8 und die Einstellschraube 9 der Einstelleinrichtung mit dem Sockelelement 4 verbunden sind. Dabei sind die Biegefederpakete 3' mittels Schrauben 14 in dem Schiebeelement eingespannt. Außerdem ist der Aufbau der Mitnehmeranordnung 5, bestehend aus Trägerelementen 6, Mitnehmern 7 und um diese herum angeordneten Rollen 13, ersichtlich.
In der Schnittansicht in Fig. 4 sind nun die in der zweiten Ausführungsform verwendeten Biegefederpakete 3' zu sehen. Die Verwendung von Biegefederpaketen 3' anstelle von einzelnen Biegefedern 3 bietet, wie oben beschrieben, den Vorteil, dass die Biegefedern kürzer ausgebildet werden können und dennoch die gewünschte Rückstellkraft aufbringen.
Fig. 4 zeigt auch, dass die Biegefederpakete 3' in der dargestellten Ruhelage die drei Rollen 13 kontaktieren, so dass in der Ruhelage ein Spiel vermieden wird. Vorzugsweise übt die mittlere der Rollen 13 in der Ruhelage sogar eine geringe Vorspannung auf die Biegefederpakete 3' aus.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 2 dargestellte erste Ausführungsform der Erfindung, in der vier einzelne Biegefederplatten 3 vorgesehen sind, die jeweils zwischen zwei Mitnehmern 7 angeordnet sind. In Fig. 5 ist die neigbare Anordnung 2 mit den Neigeschenkeln 2' um die Neigeachse N herum geneigt, und es wird deutlich, in welcher Weise sich das Trägerelement 6 der Mitnehmeranordnung bei dieser Neigebewegung bezüglich den Neigeschenkeln 2' dreht. Diese relative Drehung bewirkt, dass die Biegefederplatten 3 der Neigung der Neigeschenkel 2' nicht vollständig folgen und somit nicht stärker als zulässig beansprucht werden.
Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamerastativkopfes, der mit einer Einrichtung zum Dämpfen der Neigebewegung ausgestattet ist. An einer Welle 16, deren Achse mit der Neigeachse N des Systems zusammenfällt, sind erste Ringscheiben 17 vorgesehen, die in dieser Ausführungsform integral mit der Welle 16 ausgeformt sind. Zwischen zwei ersten Ringscheiben 17 ist jeweils eine zweite Ringscheibe 18 angeordnet, wobei die zweiten Ringscheiben 18 in dieser Ausführungsform integral mit einem Dämpfungsgehäuse 19 ausgeformt sind. Zwischen den ersten Ringscheiben 17 und den zweiten Ringscheiben 18 befindet sich ein Dämpfungsmedium.
Alternativ können die zweiten Ringscheiben 18 an ihrem äußeren Umfang im Eingriff mit einem Kopplungselement (nicht dargestellt) stehen. Dieses Kopplungselement ermöglicht es, beliebig viele der zweiten Ringscheiben 18 gehäusefest zu verriegeln, d. h. gegen Verdrehung zu sperren. Durch die Relativbewegung der Ringscheiben 17 entsteht eine hydraulische Dämpfungskraft, wobei der Dämpfungsgrad der Einrichtung über die Anzahl der gehäusefest verriegelten Ringscheiben eingestellt werden kann.
Fig. 7 und 8 zeigen eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Anstelle des mit der neigbaren Anordnung 2 drehbar verbundenen Trägerelements 6 weist die Mitnehmeranordnung 105 hier eine Trägerstange 106 mit kreisförmigem Querschnitt auf, die fest mit der neigbaren Anordnung 102 verbunden ist. Um die Trägerstange 106 herum drehbar ist eine Hülse 107 vorgesehen.
In der vierten Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 sind zwei Biegefedern 103 vorgesehen, die jeweils an einem Ende fest mit dem Sockelelement 104 verspannt sind und an dem anderen Ende auf der drehbaren Hülse 107 der Mitnehmereinrichtung 105 aufliegen. Die beiden Biegefedern 103 sind bei einem Neigungswinkel von 0° (in Fig. 7 und 8 mit durchgezogenen Linien dargestellt) bezüglich einer vertikal durch die Neigeachse N verlaufenden Ebene spiegelbildlich zueinander unter dem gleichen Winkel angeordnet. Bei einer Auslenkung des Kameraaufbaus (in Fig. 7 und 8 in gestrichelten Linien dargestellt) rollt die Mitnehmereinrichtung 105 über die Hülse 107 auf den Biegefedern 103 ab und lenkt dabei eine Biegefeder 103 (die in der Zeichnung links dargestellte) stärker entgegen der Neigungsrichtung, die andere (in der Zeichnung rechts dargestellte) weniger stark in Neigungsrichtung aus.
Selbstverständlich können auch in dieser Ausführungsform die Biegefedern 103 durch Biegefederpakete ersetzt werden.
Eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gewichtsausgleichs, die nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, weist schließlich nur eine einzige Biegefeder oder ein einziges Biegefederpaket auf. Die Anordnung der fünften Ausführungsform entspricht im Grunde der in Fig. 7 dargestellten Anordnung, mit dem Unterschied, dass auf die in Fig. 7 rechts dargestellte zweite Biegefeder verzichtet wird. Damit die Biegefeder nichtsdestoweniger sowohl bei positiven als auch bei negativen Neigungswinkeln der Kamera ein Rückstellmoment auf den Kameraaufbau ausübt, ist es in diesem Fall notwendig, eine Führung zwischen der Mitnehmeranordnung und der einzelnen Biegefeder vorzusehen. Gemäß der fünften Ausführungsform ist diese Führung an der Hülse realisiert, die ihrerseits drehbar um die Trägerstange herum vorgesehen ist. Die Biegefeder ist bezüglich der Hülse so geführt, dass die Hülse sich in Längsrichtung der Biegefeder an der Biegefeder entlang bewegen kann. Da die Hülse außerdem bezüglich der Trägerstange drehbar gelagert ist, kann sich die Mitnehmeranordnung problemlos relativ zu der einzelnen Biegefeder bewegen und diese sowohl bei positiven als auch bei negativen Neigungswinkeln der Kamera auslenken, ohne dass sich das System verklemmt.

Claims

1. Kamerastativkopf mit:
einem Sockelelement (4),
einer neigbaren Anordnung (2), die einerseits um eine Neigeachse (N) drehbar mit dem Sockelelement (4) verbunden und andererseits fest mit einem Kameraaufbau verbindbar ist, und
einer Einrichtung zum Ausgleichen eines bei der Neigebewegung auftretenden Neigemoments, welche zumindest eine Biegefeder (3) aufweist, die sich an ihrem einen Ende gegen das Sockelelement (4) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass
die Einrichtung zum Ausgleichen des Neigemoments eine Mitnehmeranordnung (5) aufweist, welche an einer von der Neigeachse (N) beabstandeten Stelle an der neigbaren Anordnung (2) angebracht ist und beim Neigen des Kameraaufbaus die Biegefeder (3) in Neigungsrichtung auslenkt, und dass die Biegefeder (3) über die Mitnehmeranordnung (5) ein im wesentlichen sinusförmiges Rückstellmoment auf die neigbare Anordnung (2) und somit auf den Kameraaufbau ausübt.

2. Kamerastativkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmeranordnung (5) drehbar um eine Achse (Z) an der neigbaren Anordnung (2) angebracht ist, welche Achse sich im wesentlichen parallel zu der Neigeachse (N) erstreckt.

3. Kamerastativkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmeranordnung (5) aus zumindest einem mit der neigbaren Anordnung (2) drehbar verbundenen Trägerelement (6) und zumindest einem Mitnehmer (7) besteht.

4. Kamerastativkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Mitnehmer (7) vorgesehen sind und dass die Mitnehmer (7) in Neigungsrichtung vor und hinter der Biegefeder (3) angeordnet sind.

5. Kamerastativkopf nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Mitnehmer (7) als Stangen ausgebildet sind.

6. Kamerastativkopf nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Mitnehmer (7) mit reibungsvermindernden Elementen, insbesondere Rollen (13) oder Kugellagern, versehen sind, so dass sich der oder die Mitnehmer (7) beim Neigen der Kamera gegenüber der Biegefeder (3) mit verminderter Reibung bewegen.

7. Kamerastativkopf mit:
einem Sockelelement (104),
einer neigbaren Anordnung (102), die einerseits um eine Neigeachse (N) drehbar mit dem Sockelelement (104) verbunden und andererseits fest mit einem Kameraaufbau verbindbar ist, und
einer Einrichtung zum Ausgleichen eines bei der Neigebewegung auftretenden Neigemoments, welche zumindest eine Biegefeder (103) aufweist, die sich an ihrem einen Ende gegen das Sockelelement (104) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass
die Einrichtung zum Ausgleichen des Neigemoments eine Mitnehmeranordnung (105) aufweist, welche an einer von der Neigeachse (N) beabstandeten Stelle an der neigbaren Anordnung (102) angebracht ist und beim Neigen des Kameraaufbaus zumindest eine der Biegefedern (103) entgegen der Neigungsrichtung auslenkt, und dass die zumindest eine Biegefeder (103) über die Mitnehmeranordnung (105) ein im wesentlichen sinusförmiges Rückstellmoment auf die neigbare Anordnung (102) und somit auf den Kameraaufbau ausübt.

8. Kamerastativkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Biegefedern (103) vorgesehen sind, die bei einem Neigungswinkel von 0° bezüglich einer vertikal durch die Neigeachse (N) verlaufenden Ebene spiegelbildlich zueinander unter dem gleichen Winkel angeordnet sind.

9. Kamerastativkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Neigen der Kamera eine Biegefeder (103) entgegen der Neigungsrichtung ausgelenkt wird, die andere Biegefeder (103) dagegen in Neigungsrichtung.

10. Kamerastativkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass genau eine Biegefeder (103) vorgesehen ist und dass die Mitnehmeranordnung (105) an der Biegefeder (103) so gelagert ist, dass sie in Längsrichtung der Biegefeder (103) beweglich ist und die Biegefeder (103) sowohl bei positiven als auch bei negativen Neigungswinkeln der Kamera auslenkt.

11. Kamerastativkopf nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmeranordnung (105) eine fest mit der neigbaren Anordnung (102) verbundene Trägerstange (106) aufweist.

12. Kamerastativkopf nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmeranordnung (105) eine Trägerstange (106) aufweist, die bezüglich der neigbaren Anordnung (102) um ihre Längsachse drehbar ist.

13. Kamerastativkopf nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmeranordnung (105) außerdem eine drehbar um die Trägerstange (106) herum angeordnete Hülse (107) aufweist, die beim Neigen des Kameraaufbaus auf zumindest einer Biegefeder (103) abrollt.

14. Kamerastativkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmeranordnung (5; 105) beim Neigen der Kamera relativ zu der Biegefeder (3; 103) beweglich ist.

15. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die neigbare Anordnung (2; 102) zumindest einen Neigeschenkel (2'; 102') und eine Trägerplatte (12; 112) aufweist.

16. Kamerastativkopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die neigbare Anordnung (2; 102) mindestens zwei parallel zueinander angeordnete Neigeschenkel (2'; 102') aufweist.

17. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefeder (3; 103) als Biegefederplatte (3; 103) ausgebildet ist.

18. Kamerastativkopf nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefederplatte (3; 103) rechteckig, trapezförmig oder dreieckig ausgestaltet ist.

19. Kamerastativkopf nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefederplatte (3; 103) Ausnehmungen wie z. B. Materialausstanzungen aufweist.

20. Kamerastativkopf nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 17 und/oder 18 und/oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefederplatte (3; 103) in einer zur Neigeachse (N) parallelen Ebene liegt, wenn der Neigewinkel 0° beträgt.

21. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Biegefedern (3; 103) vorgesehen sind.

22. Kamerastativkopf nach Anspruch 1 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Mitnehmer (7) zwischen zwei Biegefedern (3) angeordnet ist.

23. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Biegefeder (3; 103) durch ein Biegefederpaket (3') ersetzt ist.

24. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Einstellvorrichtung (8, 9) vorgesehen ist, mittels derer die wirksame Federlänge (L) der Biegefeder (3, 3'; 103) verändert werden kann.

25. Kamerastativkopf nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Federlänge (L) stufenlos veränderbar ist.

26. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) zwischen der Neigeachse (N) und der Verbindungsstelle von neigbarer Anordnung (2; 102) und Mitnehmeranordnung (5; 105) einstellbar ist.

27. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefeder (3, 3'; 103) relativ zu dem Sockelelement (4; 104) und der Mitnehmeranordnung (5; 105) so angeordnet ist, dass sie bei einem Neigewinkel von 0° unter einer leichten Vorspannung steht.

28. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefeder (3, 3'; 103) bei einem Neigewinkel von 90° annähernd mit ihrer maximal zulässigen Materialspannung beansprucht wird.

29. Kamerastativkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefeder (3, 3'; 103) aus Kohlefasern, Stahl oder Glasfasern oder einer Kombination aus Materialien besteht.

30. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Einrichtung (16, 17, 18, 19) zum Dämpfen der Neigebewegung vorgesehen ist.

31. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Biegefeder (3, 3'; 103) als Vollkörper ausgestaltet ist.

32. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Biegefeder (3, 3'; 103) als Hohlkörper ausgestaltet ist.