-
Getriebe zur Umwandlung einer gleichförmigen Drehbewegung eines Antriebsorgans
in eine absatzweise erfolgende Drehbewegung Auf mehreren Gebieten der Technik liegt
die Aufgabe vor, aus einer gleichförmigen Drehbewegung eine Drehbewegung abzuleiten,
welche mit zuerst zunehmender und schließlich wieder abnehmender Winkelgeschwindigkeit
erfolgt und wobei zwischen den einzelnen Drehbewegungen Pausen bzw. Zwischenräume
sind, in denen die Winkelgeschwindigkeit praktisch gleich Null wird.
-
Auf dem Gebiet der Fernsehtechnik liegt dieses Problem insbesondere
bei einer Fernsehkamera vor, deren Revolverkopf mit mehreren, zum Teil sehr schweren
Objektiven bestückt ist, und bei der in kurzer Zeit und möglichst geräuschlos durch
Verschwenken des Revolverkopfes an Stelle eines Objektivs ein anderes Objektiv in
Arbeitsstellung gebracht werden soll. Die Bewegung soll schnell und erschütterungsfrei
erfolgen, also vom Stillstand aus erst allmählich beschleunigt und dann wieder allmählich
abgebremst werden. Besondere Schwierigkeiten haben dabei bisher Rasteinrichtungen
bereitet, welche die Objektive jeweils in der genauen Arbeitsstellung fixieren.
Einfache Rastvorrichtungen erzeugen beim Einrasten ein Klickgeräusch, welches deshalb
sehr stört, weil sich das Mikrophon meist in unmittelbarer Nähe des Kamerarevolverkopfes
befindet. Rastvorrichtungen, bei denen dieses störende Geräusch vermieden wird,
sind sehr aufwendig, und die zugehörigen Bauteile lassen sich bei der gedrängten
Bauweise einer Fernsehkamera auf der Frontplatte schwer unterbringen.
-
Es sind zahlreiche verschiedene Ausführungsformen derartiger Getriebe
bekanntgeworden, doch es ist bisher, z. B. bei Fernsehkameras, nicht gelungen, mit
verhältnismäßig einfachen Mitteln das Problem der geräuschfreien Revolverkopf-Fortschaltung
wirklich befriedigend zu lösen.
-
Durch das deutsche Patent 944 466 ist ein Getriebe für feinmechanische
Geräte bekannt, welches eine gleichförmige Bewegung in eine ungleichförmige umwandelt,
um beispielsweise einen geradlinig zu bewegenden Kurzschlußschieber in Abhängigkeit
von einer Drehbewegung zu verstellen. Hierbei ist eine in der Mitte eines feststehenden
Getriebeteils drehbare Antriebsachse mit einem Kurbelarm ausgerüstet, welcher ein
von ihm getragenes, mit dem Getriebeteil gegebenenfalls über ein Zwischenrad im
Eingriff stehendes und sich daher drehendes Stirnrad bewegt, wobei dieses Stirnrad
bei seiner Drehung einen Arm verstellt, dessen freies Ende bei gleichförmiger Drehung
der Antriebsachse eine ungleichförmige geradlinige Bewegung ausführt. Derartige
bekannte Getriebe sind jedoch für den Antrieb des Objektivrevolvers einer Kamera
nicht geeignet, weil sie in keiner Stellung selbsthemmend gegen Drehbewegungen sind.
-
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß das eingangs geschilderte
Problem durch die Kombination eines Kurbelgetriebes mit beweglich gelagerten Zahnrädern
möglich ist. Es sind daher bei einem Getriebe zum Umwandlung einer gleichförmigen
Drehbewegung eines Antriebsorgans in eine absatzweise erfolgende Drehbewegung eines
Objektivrevolvers von Kameras, insbesondere zum Antrieb eines mit Objektiven bestückten
Revolverkopfes von Fernsehkameras, mit zuerst zunehmender und sodann bis auf Null
abnehmender Drehgeschwindigkeit erfindungsgemäß unmittelbar an der im Gerät ortsfest
gelagerten, mit gleichförmiger Drehbewegung angetriebenen Antriebswelle eine Kurbel
und auf deren Kurbelzapfen ein erstes Rad drehfest befestigt, und der Kurbelzapfen
ist drehbar in einer Koppelschwinge gelagert, die ihrerseits um eine Welle drehbar
ist, auf der ein mit dem ersten Rad gekoppeltes zweites Rad drehfest befestigt ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist auf der genannten Welle, die absatzweise
mit zuerst zunehmender und sodann bis auf Null abnehmender Drehgeschwindigkeit bewegt
und in Schlitzen geführt ist, ein drittes Rad drehbar befestigt, welches durch einen
Zahnriemen mit einer weiteren nicht verschiebbar gelagerten Welle gekuppelt ist,
zu der die Schlitze konzentrisch angeordnet sind. Hierbei ist das Getriebe in bestimmten
periodisch wiederkehrenden Stellungen selbsthemmend gegen Drehbewegungen. Diese
Eigenschaft bietet für das Anwendungsgebiet einen besonderen Vorteil, da hierdurch
die sonst erforderlichen Mittel zur Blockierung des Getriebes eingespart werden
können.
-
Es ist zweckmäßig, wenn das erste und zweite Rad als Zahnräder ausgebildet
sind, die miteinander im Eingriff stehen.
Es ist günstig, wenn das
auf der verschiebbar gelagerten Welle befindliche dritte Rad kleiner ist als das
damit gekoppelte, auf der nicht verschiebbar gelagerten Welle befindliche Rad und
die beiden durch die Koppelschwinge miteinander verkoppelten Räder gleiche Radien
haben.
-
In manchen Fällen ist es nützlich, wenn das auf der verschiebbar gelagerten
Welle befestigte zweite Rad einen h-mal größeren Radius besitzt als das auf dem
Kurbelzapfen besfestigte erste Rad, wobei n eine von 1 verschieden ganze Zahl bedeutet.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Länge der auf der Antriebswelle
befestigten Kurbel bzw. der Achsabstand zwischen der Antriebswelle und der an der
Kurbel starr befestigten Achse derart bemessen, daß dieser gleich ist dem Teilkreisradsus
des auf der Achse befestigten Zahnrades.
-
Bei der Anwendung der Erfindung an Fernsehkameras hat es sich bewährt,
wenn in Arbeitsstellung eines Objektivs die Mittelachse der Koppelschwinge parallel
zu der in dieser Stellung am Ort der Welle an den kreisbogenförmigen Schlitz gezogenen
Tangente verläuft.
-
Im nachstehenden wird die Erfindung in Verbindung mit den ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Figuren beschrieben. Hierbei sind die zum Verständnis der Erfindung
nicht erforderlichen Einzelheiten fortgelassen worden. Einander entsprechende Teile
sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt F i g. 1
die Anwendung der Erfindung bei einer Fernsehkamera, F i g. 2 eine bevorzugte Ausführungsform
des Getriebes, F i g. 3 ein Konstruktionsdetail, F i g. 4 eine andere Ausführungsform
des Getriebes.
-
Die in F i g. 1. dargestellte Fernsehkamera 1 trägt auf ihrer Frontseite
2 den um die Achse der Welle 3 drehbaren Revolverkopf 4, welcher Fassungen 5 zur
Aufnahme einzelner Objekte 6 und 7 hat. In der Figur ist der Revolverkopf nur mit
zwei Objekten bestückt; üblicherweise ist es jedoch im Betrieb mit mehr Objektiven
bestückt. Will der Kameramann an die Stelle des in Arbeitsstellung befindlichen
Objektivs 6 das Objektiv 7 bringen, dann dreht er die Kurbel 8 in Richtung des Pfeils
8', die Kurbel 8 treibt das nachstehend genauer beschriebene Getriebe 9 an, und
von diesem wird über den Zahnriemen 10 der Revolverkopf 4 ein Stück weitergedreht.
-
F i g. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht und im wesentlichen auch
maßstabrichtig eine zweckmäßige Ausführungsform des in F i g. 1 mit dem Bezugszeichen
9 versehenen Getriebes. Bei Drehung der Kurbel 8 in Richtung des Pfeils 8' wird
über die An- ; triebswelle 11 die Kurbel 12 in Richtung des Pfeils 12' verdreht.
In der Kurbel 12 ist der Kurbelzapfen 13 und auf diesem das Zahnrad 14 starr befestigt.
Der Kurbelzapfen 13 ist in der Koppelschwinge 15 drehbar gelagert, so daß bei einer
Verdrehung der Kurbel 12 auch die Koppelschwinge 15, welche auf der Welle 16 drehbar
gelagert ist, mitgenommen, im vorliegenden Fall also nach unten geschwenkt wird.
Auf der Welle 16 ist das Zahnrad 17 starr befestigt, welches mit dem auf dem Kurbelzapfen
13 starr befestigten Zahnrad 14 kämmt.
-
Es wird also bei der vorstehend beschriebenen Bewegung durch das Verschwenken
des Zahnrades 14 nunmehr das Zahnrad 17 in Drehung versetzt, wie durch den am Zahnrad
gezeichneten Pfeil angedeutet, und gleichzeitig wird die Welle 16, die in den bogenförmigen
Schlitzen 19 und 20 geführt ist, in Richtung der Pfeile 19' und 20' achsparallel
verschoben. Das auf der Welle 16 befestigte Zahnrad 21 wird also in der durch den
Pfeil 211' angegebenen Richtung gedreht und gleichzeitig in Richtung des Pfeiles
20' verschoben. Hierdurch wird der Zahnriemen 10 in der durch den Pfeil
10' angedeuteten Richtung bewegt und der durch Begrenzungslinien angedeutete
Revolverkopf 4 in Richtung des Pfeils 4' gedreht. Die Beschreibung der Welle 16
und des Zahnrades 21 in Richtung des Pfeils 20' ist für die Bewegung des Riemens
10 und des Revolverkopfes 4 ohne Bedeutung, weil die Welle 16 in den kreisbogenförmigen
Schlitzen 19 und 20 geführt ist und diese Schlitze koaxial zu der (in der F i g.
3 ersichtlichen) Welle 3 des Revolverkopfes 4 sind. Bei der praktischen Ausführungsform
ist (wie in F i g. 3 erkennbar) die Welle 16 in Gleitstücken 24 aus Kunstsoff gelagert.
-
Der Ablauf der Bewegungsvorgänge bei Drehung der Kurbel 8 um 360°
wird im nachfolgenden beschrieben. In F i g. 2 und 3 ist das Getriebe in der sogenannten
Nullstellung oder Raststellung dargestellt. In dieser Stellung wird eine geringfügige
Verdrehung der Kurbel 8 ohne Einfluß auf die Stellung des Revolverkopfes 4 bleiben.
Bei einer stärkeren Drehung der Kurbel 8 in Richtung des Pfeils 8' bzw. durch die
Verschwenkung des Kurbelzapfens 13 und das Verkämmen der Zahnräder 14 und 17 wird
die erfolgte Drehung der Achse 16 mit allmählich zunehmender Winkelgeschwindigkeit
bewirkt. Der Höchstwert der Winkelgeschwindigkeit ist erreicht, wenn die Kurbel
8 um 180° gedreht ist. Dann wird allmählich wieder die Winkelgeschwindigkeit der
Drehbewegung der Achse 16 und damit des Zahnrades 21 bis auf Null abnehmen.
-
In der gezeichneten sogenannten Nullstellung ist das Getriebe automatisch
gegen eine vom Riemen 10 auf das Zahnrad 21 ausgeübte Kraft blockiert. Dies ist
für viele Zwecke, insbesondere für den als Ausführungsbeispiel beschriebenen Revolverkopfantrieb
einer Fernsehkamera nützlich, weil bei Unwucht am angetriebenen Teil, beispielsweise
bei einer Bestückung des Revolverkopfes mit verschieden schweren Objektiven nach
Beendigung der Drehbewegung der Kurbel 8 der Revolverkopf in seiner Stellung fixiert
ist, ohne daß eine zusätzliche Rast notwendig ist. Diese Verriegelung ist aber nur
einseitig und kann ohne den Kraftaufwand durch eine Verdrehung der Kurbel 8 wieder
beseitigt werden.
-
Das bei Zahnradgetrieben praktisch unvermeidliche Spiel hat beim erfindungsgemäßen
Getriebe die höchst erwünschte Wirkung, daß der Winkelbereich, innerhalb dessen
eine Verdrehung der Kurbel 8 ohne Wirkung auf die Verdrehung des Revolverkopfes
4 ist, vergrößert wird. Es können also verhältnismäßig billige Zahnräder für die
Fertigung des erfindungsgemäßen Getriebes ohne Nachteil verwendet werden.
-
Will man bei einer vollen Drehung der Kurbel 8 bzw. der Antriebswelle
11 die Abtriebswelle bzw. den Devolverkopf 4 nur um 1/n einer vollen Umdrehung weiterdrehen,
dann ist es nicht unbedingt notwendig, die Übersetzung 1: n auf die Abtricbsseite
zu legen wie in F i g. 2, bei der sich die Radien des Zahnrades 21 und des Revolverkopfes
4 wie 1: n verhalten, sondern es kann diese Übersetzung ins Innere des Getriebes
verlegt
werden. Bei dieser, in F i g. 4 schematisch dargestellten Ausführungsform sind -
zum Unterschied von F i g. 2, in der die Zahnräder 14 und 17 gleichen Radius haben
- die Zahnräder 14a und 17a verschieden groß; ihr Verhältnis entspricht dem gewählten
übersetzungsverhältnis.
-
Die übrigen Teile des in F i g. 4 dargestellten Getriebes entsprechen
hinsichtlich Ausführungsform und Funktion den im Zusammenhang mit F i g. 2 beschriebenen
Bauteilen. Der einzige wesentliche Unterschied besteht darin, daß die Nuten 19a
und 20a gerade sind (während in F i g. 2 die Nuten 19 und 20 kreisbogenförmig sind)
und daß der Revolverkopf 4 auf der Welle 16 befestigt ist, also mit dieser kleine
seitliche Verschiebungen erfährt. Da während des Objektivwechsels ohnedies keine
Fernsehübertragungen stattfinden, ist diese während des Objektivwechsels erfolgende
seitliche Hin- und Rückbewegung des Revolverkopfes ohne wesentlichen Nachteil. Auch
bei dieser Ausführungsform ist das Getriebe in Nullstellung von der Abtriebsseite
her gesperrt, so daß sich eine Unwucht des Revolverkopfes, die durch Bestückung
mit verschiedenen schweren Objektiven bedingt sein kann, nicht störend auswirkt.
-
Die Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit Fernsehkameras beschrieben;
sie ist jedoch nicht auf diese Anwendungsbeispiele beschränkt, sondern kann sinngemäß
überall da in der Technik Anwendung finden, wo eine Umwandlung einer gleichförmigen
Drehbewegung in eine absatzweise erfolgende Drehbewegung angestrebt wird.