DE19821287C2 - Verfolgegelenkvorrichtung und Verfahren zur Steuerung des dynanischen Führunsverhaltens derselben - Google Patents
Verfolgegelenkvorrichtung und Verfahren zur Steuerung des dynanischen Führunsverhaltens derselbenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verfolgegelenkvorrichtung mit einer ersten
Gelenkeinrichtung zur Lagerung eines ersten Gelenkteiles in wenigstens
schwenkbewegbarer Weise relativ zu einem Basisteil, einer zweiten
Gelenkeinrichtung zur Lagerung eines zweiten Gelenkteiles in wenigstens
schwenkbewegbarer Weise relativ zu dem ersten Gelenkteil, und einer
Verzögerungseinrichtung zum Verzögern einer Relativbewegung zwischen dem
ersten Gelenkteil und dem Basisteil um eine erste Achse und/oder zum Verzögern
einer Relativbewegung zwischen dem zweiten Gelenkteil und dem ersten Gelenkteil
um eine zweite Achse. Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur
Steuerung des dynamischen Führungsverhaltens einer Verfolgegelenkvorrichtung.
Derartige, auch als Tracking-Gelenk oder Fixierkopf bezeichnete
Verfolgegelenkvorrichtungen finden Anwendung bei der Lagerung von Richt-, Ziel-
oder Nivelliergeräten sowie insbesondere bei Aufzeichnungsgeräten wie
beispielsweise Bildaufzeichnungsgeräten.
Bei bestimmten Anwendungsfällen derartiger Geräte ist es erforderlich, daß diese
vergleichsweise rasch und präzise in bestimmte sich ggf. laufend ändernde
Positionen gebracht werden. Die Bewegung derartiger Geräte in eine bestimmte
Position und das ggf. ständige Nachführen bzw. das Neu-Orientieren soll ins
besondere bei Bildaufzeichnungsgeräten harmonisch erfolgen. Eine hohe
Eigenmasse dieser Geräte wirkt sich allgemein positiv auf eine harmonische
Nachführbewegung aus. Die Eigenmasse dieser Geräte hat sich jedoch in den
letzten Jahren aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung von einzelnen
Funktionsgruppen sowie durch die zunehmende Verwendung von
Kunststoffmaterialien bei tragenden Strukturen insbesondere den Gehäuseteilen
erheblich verringert.
Aus US 27 17 138 ist ein Kameragelenk bekannt, das eine Schwenkbewegung um
zwei zueinander senkrecht stehende Gelenkachsen ermöglicht. Jeder Gelenkachse
ist eine Dämfungseinrichtung zugeordnet, durch welche das um diese Achse
wirksame Drehmoment einstellbar ist. Die Dämpfungseinrichtung umfaßt eine durch
einen Ringkolben und eine Trennwand in zwei Kammern getrennte Ringkammer in
welcher ein Dämpfungsöl aufgenommen ist. Im Rahmen einer Schwenkbewegung
wird das Dämpfungsöl zwischen den beiden sich in ihrem Volumen hierbei
ändernden Kammern verlagert. Über eine Stellschraube ist ein zur Fluidverlagerung
zwischen den Kammern vorgesehener Durchgangsquerschnitt veränderbar.
Aus WO 95/10 728 ist ein Kameragelenk bekannt, das ebenfalls eine gedämpfte
Schwenkbewegung um zwei zueinander senkrecht stehende Achsen ermöglicht. Die
hier vorgesehenen Dämpfungseinrichtungen umfassen zwei über eine
Labyrinthstruktur und unter Belassung eines ölgefüllten Zwischenraumes ineinander
gefügte Scheiben. Der axiale Überlappungsgrad dieser Scheiben ist über einen
Stelltrieb einstellbar. Hierdurch wird es möglich, ein zwischen den Scheiben
wirksames Bremsmoment einzustellen.
Aus DE 40 33 398 A1 ist ein weiteres Kameragelenk bekannt, das eine
Lamellenbremseinrichtung aufweist, über welche das um die jeweilige Achse
wirksame Bremsmoment in einstellbarer Weise veränderbar ist. Um zusätzlich durch
die Schwerpunktverlagerung der Kamera hervorgerufene Kippmomente zu
kompensieren ist eine Rückstelleinrichtung vorgesehen, durch welche mittels
Federelemente ein positionsabhängiges Rückstellmoment erzeugt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verfolgegelenkvorrichtung sowie ein
Verfahren zur Steuerung des Schleppmomentes derselben zu schaffen, so daß
gegenüber herkömmlichen Verfolgegelenkvorrichtungen, wie sie beispielsweise bei
Bildaufzeichnungsgeräten Anwendung finden, ein verbessertes dynamisches
Führungsverhalten erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verfolgegelenkvorrichtung mit den
in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Alternativ hierzu wird diese Aufgabe
erfindungsgemäß auch durch eine Verfolgegelenkeinrichtung mit den in
Patentanspruch 2 angegebenen Merkmalen gelöst.
Hinsichtlich eines Verfahrens zur Steuerung des Schleppmomentes wird diese
Aufgabe auch durch ein Verfahren mit den in Patentanspruch 38 angegebenen
Merkmalen gelöst.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich eine für die jeweils momentane
Einsatzsituation günstigste Gelenkreaktionskraft erschütterungsfrei einzustellen und
eine Schleppcharakteristik zu erhalten, die eine weitgehend überschwingungsfreie
Positionierung und Nachführung auch bei vergleichsweise geringer Eigenmasse des
zu positionierenden Gerätes ermöglicht. Insbesondere bei der Lagerung eines
Bildaufzeichnungsgerätes wie beispielsweise einer Video-Kamera wird es auf
besonders vorteilhafte Weise möglich, der sich durch Auswahl und Einstellung des
Objektives ergebenden jeweils unterschiedlichen Position des Geräte-
Schwerpunktes sowie dem unterschiedlichen Eigengewicht (das bei leichten
Gehäuseausführungen erheblich von der Bauart des Objektives beinflusst wird)
Rechnung zu tragen. Die jeweilige Einstellung der Schleppwirkung der
Verfolgegelenkvorrichtung lässt sich in vorteilhafter Weise durch an dem Gerät oder
an einem Führungsgriff vorgesehene Mittel vorzugsweise stufenlos einstellen. Die
jeweilige Einstellung der Schleppwirkung ist in vorteilhafter Weise während einer
Verfolgebewegung und in weiterhin vorteilhafter Weise auch in Abhängigkeit von
dem momentanen Bewegungsablauf (Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung) in
vorteilhafter Weise mittels einer Rechnereinrichtung einstellbar.
Die erste Achse und die zweite Achse des Verfolgegelenkes verlaufen in vorteilhafter
Weise senkrecht zueinander und in einer Ebene. Alternativ dazu ist es auch
möglich, bei weiterhin senkrechter Anordnung der Achsen zueinander die erste
Achse und die zweite Achse voneinander beabstandet anzuordnen. Die erste Achse
verläuft hierbei in Gebrauchsposition des Verfolgegelenkes in vorteilhafter Weise im
wesentlichen senkrecht und vorzugsweise durch den Schwerpunkt eines von dem
Verfolgegelenk getragenen
Gerätes. Die zweite Achse verläuft bei dieser Anordnung
im wesentlichen horizontal und von dem Schwerpunkt des Gerätes
beabstandet. Dadurch wird auf vorteilhafte Weise ein Rückstell
moment um die zweite Achse erzeugt, das das Gerät in eine be
stimmte Ausgangsposition drängt. Der Abstand der ersten Achse
zu der zweiten Achse ist in vorteilhafter Weise veränderbar.
Durch Einstellen der Relativposition der zweiten Achse zu dem
Gerät kann in vorteilhafter Weise das jeweilige Rückstellmoment
eingestellt werden. Das Rückstellmoment um die zweite Achse und
in vorteilhafter Weise auch ein Rückstellmoment um die erste
Achse kann bzw. können auch durch Federelemente, insbesondere
Torsionselemente beeinflusst werden.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist
das Verzögerungsmoment um die erste Achse stufenlos einstell
bar. Dadurch wird es möglich die Führungscharakteristik des
Verfolgegelenkes dem Idealfall bzw. den jeweiligen Einsatzbe
dingungen anzupassen. Auch das Verzögerungsmoment um die zweite
Achse ist in vorteilhafter Weise stufenlos einstellbar. In be
sonders vorteilhafter Weise ist das Verzögerungsmoment um we
nigstens eine der Achsen während einer Schwenk- oder Drehbewe
gung stetig und kontinuierlich veränderbar. Dadurch wird es
möglich, eine Verfolgebewegung beispielsweise das Nachführen
einer Kamera mit einer vorbestimmten Beschleunigungs- und Ab
bremscharakteristik zu ermöglichen.
Zur Steuerung des Verzögerungsmomentes um wenigstens die erste
oder die zweite Achse ist in vorteilhafter Weise eine Einstell
einrichtung vorgesehen die einen Leistungsschaltkreis aufweist,
zur Steuerung des Verzögerungsmomentes um wenigstens die erste
oder die zweite Achse. Dieser Leistungsschaltkreis ist wenig
sten während des Betriebs des Verfolgegelenkes mit einer Span
nungsquelle verbunden und betätigt bzw. steuert das Verzöge
rungsmoment um wenigstens eine der Achsen. Der Leistungsschalt
kreis ist in besonders vorteilhafter Weise in einem der Gelenk
teile oder insbesondere in dem Basisteil aufgenommen. Dadurch
wird es möglich den Leistungsschaltkreis von der Umgebung des
Verfolgegelenkes zuverlässig abzuschirmen.
Die Einstelleinrichtung und der Leistungsschaltkreis sind in
vorteilhafter Weise in einen Regelkreis integriert. Die Ein
stelleinrichtung umfaßt dabei in vorteilhafter Weise eine Rech
nereinrichtung zur Errechnung eines Soll-Verzögerungsmomentes
zur Verzögerung der Drehbewegung um wenigstens die erste oder
die zweite Achse. Die Rechnereinrichtung umfasst in vorteilhaf
ter Weise eine Speichereinrichtung in der eine Anzahl vordefi
nierter Beschleunigungs- und Verzögerungscharakteristika abge
speichert sind. Dadurch wird es möglich, bestimmte Steuerstra
tegien auszuwählen, so daß ein Nachführen des durch das Verfol
gegelenk getragenen Gerätes beispielsweise zunächst gegen ein
relativ hohes Bremsmoment erfolgt, anschließend das Brems- bzw.
Schleppmoment kontinuierlich verringert wird und dann zu einem
bestimmten Zeitpunkt der beispielsweise durch einen Benutzer
über einen Schaltknopf vorgegeben wird das Bremsmoment wieder
kontinuierlich erhöht wird. Auch eine "ballistische" Nach
führcharakteristik kann über die Rechnereinrichtung und die
nach Maßgabe der Rechnereinrichtung gesteuerte Leistungssteuer
einrichtung eingestellt werden. Der Zeitpunkt wann das durch
das Verfolgegelenk geführte Gerät wieder stark verzögert wird
hängt dabei von der Anfangsbeschleunigung des Gerätes ab. Da
durch wird es möglich auch mit hinsichtlich ihres Eigengewich
tes extem leichten Kameras ein Nachführungsverhalten zu errei
chen wie es bislang nur bei vergleichsweise schweren Kameras
erreicht werden konnte. Die sich durch das geringe Eigengewicht
dieser Kameras ergebenden Transportvorteile gehen damit nicht
mehr zu Lasten einer günstigen Nachführcharakteristik.
Eine günstige Einstellung des momentanen Schlepp- bzw. Verzöge
rungsmomentes wird dadurch möglich, daß eine Positionserfas
sungseinrichtung vorgesehen ist zur Erfassung einer momentanen
Schwenkposition wenigstens des ersten Gelenkteiles relativ zu
dem Basisteil oder des zweiten Gelenkteiles relativ zu dem er
sten Gelenkteil. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise mög
lich, den Einfluss der Schwerpunktsverlagerung des durch das
Verfolgegelenk geführten Gerätes zu kompensieren bzw. zu korri
gieren. Hierzu ist in vorteilhafter Weise die Rechnereinrich
tung mit der Positionserfassungseinrichtung verbunden. Die
Rechnereinrichtung umfasst in vorteilhafter Weise eine Rechenschaltung
zur Bestimmung eines Soll-Verzögerungsmomentes in Ab
hängigkeit von der momentanen Relativposition der Gelenkteile
zueinander und/oder der Momentan-Geschwindigkeit der Gelenktei
le zueinander und/oder der Momentan-Beschleunigung der Gelenk
teile zueinander. Da sich die Konfiguration des jeweils durch
das Verfolgegelenk geführten Gerätes primär auf die Schwenkcha
rakteristik um die zweite (üblicherweise die horizontale) Achse
auswirkt ist es ggf. ausreichend, lediglich bezüglich der
Steuerung der Schwenk- oder Drehbewegung um die zweite Achse
die genannten Maßnahmen zu treffen.
Ein zur Steuerung der Schlepp- bzw. Verzögerungsmomentencharak
teristik vorgesehener Datensatz kann im Rahmen eines Selbst-
Lernmodus erzeugt werden. Das durch das Verfolgegelenk geführte
Gerät wird hierbei in eine Startposition geschwenkt und mit ei
ner bestimmten Rückstellkraft oder infolge seines Eigengewich
tes in eine Endstellung bewegt. Die Rechnereinrichtung erfasst
dabei die sukzessive gemessenen Momentanpositionswerte sowie
die momentanen Beschleunigungen und die über den Leistungs
schaltkreis eingestellten Verzögerungsmomente. Anhand dieser
Daten errechnet die Rechnereinrichtung die Position des Geräte
schwerpunktes und das Geräteträgheitsmoment. Diese Daten können
bedarfsweise bei der Einstellung der momentanen Verzögerungsmo
mente beispielsweise zur Eigengewichtskompensation des Gerätes
berücksichtigt werden. Es ist auch möglich, entsprechende Kor
rekturkennwerte über eine Eingabeeinrichtung der Rechnerein
richtung zuzuführen.
Eine insbesondere in Verbindung mit einem Bildaufzeichnungsge
rät beispielsweise einer Videokamera besonders vorteilhafte
Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, daß die
Rechnereinrichtung mit einer Brennweitenerfassungseinrichtung
verbindbar ist, zur Einstellung eines Soll-Verzögerungsmomentes
in Abhängigkeit von der momentanen Brennweite. Bei der Erfas
sung von relativ weit entfernten Objekten werden in vorteilhaf
ter Weise vergleichsweise hohe Bremsmomente an beide Gelenkach
sen angelegt, wogegen bei der Erfassung naher und insbesondere
bewegter Objekte niedrigere Bremsmomente eingestellt werden.
Die Änderung der effektiven Bremsmomente kann beispielsweise im
wesentlichen proportional zur Entfernung des zu erfassenden
bzw. zu verfolgenden Objektes eingestellt werden.
Zur Vorgabe gewünschter Verzögerungscharakteristika ist in vor
teilhafter Weise eine Eingabeeinrichtung vorgesehen, zur Aus
wahl oder zur Eingabe eines bestimmten Verzögerungsmodus. Diese
Eingabeeinrichtung umfasst in vorteilhafter Weise ein Potentio
meter. Die Eingabeeinrichtung oder das Potentiometer sind vor
zugsweise in oder an dem Basisteil, oder einem der beiden Ge
lenkteile benachbart angeordnet. Bei der Verwendung eines Füh
rungsgriffes zur Nachführung des Gerätes ist die Eingabeein
richtung mit Vorteil im Bereich eines Führungsgriffes angeord
net, wodurch es möglich wird, die gewünschte Bremscharakteristik
unmittelbar über den Nachführgriff einzustellen. In vorteilhaf
ter Weise ist hierbei ein an dem Nachführgriff vorgesehener
Griffabschnitt drehbar.
Die Fluidbremseinrichtung weist gemäß einem besonderen Aspekt
der vorliegenden Erfindung einen Fluidraum auf, in dem ein elektrorheo
logisches Fluid aufgenommen ist. Als elektrorheologisches Fluid wird
in vorteilhafter Weise ein
elektro-rheologisches Silikonöl verwendet.
Durch ein derartiges Fluid wird es möglich eine extrem sanfte
Änderung der Reaktionskräfte des Verfolgegelenkes zu erreichen,
so daß beispielsweise bei einer Bildaufzeichnung auch während
der Änderung der Schleppkräfte kein "Verwackeln" des Bildes
auftritt. Insbesondere im Falle, daß das Verfolgegelenk auf ei
nem Stativ angeordnet ist, das konstruktions- oder aufstellungs
bedingt eine vergleichsweise geringe Eigensteifigkeit aufweist,
wird auf vorteilhafte Weise vermieden, daß infolge einer diskon
tinuierlichen Änderung der Schleppmomente insbesondere um die
erste Achse das Stativ sich elastisch verformt und beim Ausfe
dern die Kamera kurzfristig in Schwingung versetzt. Da durch
das erfindungsgemäße Verfolgegelenk eine besonders gleichmäßige
Nachführcharakteristik auch bei vergleichsweise leichten Gerä
ten insbesondere Video-Kameras gewährleistet ist, wird durch
das erfindungsgemäße Verfolgegelenk auch das Problem einer un
genügenden Stativsteifigkeit gelöst, das allgemein mit dem Ge
wicht des Gerätes bzw. der Kamera wächst.
Gegebenenfalls in Kombination mit dem elektro-rheologischen Fluid
ist es möglich ein elektrostrik
tives Fluid zur Änderung des Führungsverhaltens des Verfolgege
lenkes in einstellbarer Weise zu verwenden.
Eine im Hinblick auf eine besonders steife und im wesentlichen
hysteresefreie Aufbringung der Schleppmomente vorteilhafte Aus
führungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, daß in der
Fluidbremseinrichtung ein Scherspaltraum gebildet ist zur Über
tragung einer Fluid-Scherkraft. Bei dieser Ausführungsform der
Fluidbremseinrichtung ergibt sich auf vorteilhafte Weise ein
besonders sanftes Bewegen des Gerätes aus dem Stillstand. Auch
etwaige, ggf. in den Fluidraum gelangte Gaseinschlüsse wirken
sich kaum nachteilig auf das Verzögerungsverhalten des Verfol
gegelenkes aus. Auch bei kleinsten Schwenkamplituden kann ein
gewünschtes Dämpfungsmoment aufrechterhalten werden.
Die Fluid-Scherkraft ist in vorteilhafter Weise nach Maßgabe
der Einstelleinrichtung elektrisch einstellbar. Hierzu wird bei
der Verwendung eines elektro-rheologischen Fluides eine Span
nung an zwei, einen Scherspaltraum begrenzende Elektroden ange
legt. Die angelegte Spannung ist über den Leistungsschaltkreis
und die mit diesem gekoppelte Einstelleinrichtung steuerbar.
Das Spaltmaß zwischen paarweise einander zugeordneten Elektro
den liegt vorzugsweise im Bereich von 0.4 bis 3 mm. Kleinere
Spaltmaße erlauben die Erzeugung ausreichender Verzögerungsmomente
bei niedrigeren Spannungen, bereiten jedoch unter ferti
gungstechnischen Gesichtspunkten Probleme. Die wirksame Elek
trodenfläche liegt je nach erforderlichem Bremsmoment im Be
reich von 5 bis 35 ggf. bis 300 cm2. Die an die Elektroden an
gelegte Spannung liegt im Bereich von 0 bis 10 kV. Aufgrund des
hohen Widerstandes des elektro-rheologischen Fluides ist der
dabei fließende Stom nur gering. Die Spannungsquelle zur Ver
sorgung des Leistungsschaltkreises ist mit Vorteil in das Basi
steil integriert. Als Spannungsquelle dient vorzugsweise eine
9 V-Batterie, die von unten in das Basisteil eingesetzt ist.
Alternativ zu der Erzeugung des Schleppmomentes des Verfolgege
lenkes über ein Fluid-Scherfeld oder auch in Kombination damit
ist es in vorteilhafter Weise möglich, daß die Fluidbremsein
richtung eine Drosseldurchgangseinrichtung aufweist und daß die
Drosselwirkung der Drosseldurchgangseinrichtung nach Maßgabe
der Einstelleinrichtung einstellbar ist. Diese Ausgestaltung
eignet sich insbesondere zur Erzeugung vergleichsweise großer
Bremsmomente. Die Einstellung des gewünschten Schleppmomentes
erfolgt dabei in vorteilhafter Weise dadurch, daß in dem Scher
spaltraum und/oder in der Drosseldurchgangseinrichtung ein Flä
chen-Elektrodenpaar vorgesehen ist und daß das Flächen-
Elektrodenpaar mit dem Leistungsschaltkreis verbunden ist. Auch
bei dieser Ausführungsform liegt die an die Elektroden angeleg
te Spannung vorzugsweise im Bereich von 0 bis 10 kV. Der Ab
stand der Elektroden liegt vorzugsweise im Bereich von 0.25 bis
3 mm.
Die Verzögerungseinrichtung umfasst gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform des Verfolgegelenkes eine Anzahl Bremslamellen,
vorzugsweise wenigstens fünf. Diese Bremslamellen sind vorzugs
weise aus einem korrosionsbeständigen Material gebildet. Die
gesamte wirksame Fläche der Bremslamellen sowie der Durchmesser
der Bremslamellen ist unter Berücksichtigung der Eigenschaften
des jeweils verwendeten Fluides im Hinblick auf das maximal er
forderliche Bremsmoment abgestimmt. Bei baugleichen Ausfüh
rungsformen des Verfolgegelenks ist es auch möglich, insbeson
dere herstellerseitig über das verwendete rheologische Fluid
das maximale Bremsmoment festzulegen.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist
eine Verzögerungsmomenterfassungseinrichtung vorgesehen, zur
Erfassung des Verzögerungsmomentes. Über eine derartige Erfas
sungseinrichtung ist es möglich, insbesondere temperaturschwan
kungsbedingte Viskositätsänderungen des rheologischen Fluides
zu kompensieren. Vorzugsweise ist hierzu auch eine Tempera
turerfassungseinrichtung vorgesehen, zur Erfassung der Tempera
tur des Fluides in der Fluidbremseinrichtung.
Eine optimale Einstellung der gewünschten Schleppmomente kann
dadurch erreicht werden, daß die Verzögerungsmomenterfassungs
einrichtung mit der Rechnereinrichtung gekoppelt ist, und daß
in der Rechnereinrichtung eine Vergleichseinrichtung vorgesehen
ist zur Durchführung eines Soll/Ist Vergleiches wobei eine Ab
weichung zwischen einem Sollwert und einem Ist-Wert des jewei
ligen Verzögerungsmomentes über den Leistungsschaltkreis kom
pensiert wird.
Eine im Hinblick auf eine besonders günstige Abdichtung der
Fluidbremseinrichtung vorteilhafte Ausführungsform der Erfin
dung ist dadurch gegeben, daß die Verzögerungseinrichtung zur
Erzeugung eines Schlepp-Momentes um die erste Achse und die
Verzögerungseinrichtung zur Erzeugung eines Schlepp-Momentes um
die zweite Achse in einer gemeinsamen Behältereinrichtung auf
genommen sind. Dadurch wird es möglich den gesamten Fluidraum
über eine einzige Dichteinrichtung gegenüber der Umgebung abzu
dichten. Die entsprechend abgedichtete Dichtstelle ist mit Vor
teil derart angeordnet, daß diese im oberen Bereich des Flui
draumes liegt, so daß in einer üblichen Aufstellungsposition
des Verfolgegelenkes das in dem Fluidraum aufgenommene Fluid
nicht entweichen kann.
Die Verzögerungseinrichtung umfaßt in vorteilhafter Weise we
nigstens eine vorzugsweise profilierte Walze, die zumindest um
fangsseitig mit einer leitfähigen Oberfläche versehen ist. Die
se Walze ist vorzugsweise in einem Umfangsspaltraum aufgenommen,
der eine Elektrodeneinrichtung umfaßt, so daß in dem Umfangs
spaltraum ein elektrisches Feld einstellbar ist. Die Elektrodeneinrichtung
kann vorzugsweise aus einem dünnen Blechmaterial
gefertigt sein, das beispielsweise als Insert-Moldingteil in
eine Kunststoffstruktur eingeformt ist. Die Verzögerungsein
richtung kann auch eine Anzahl relativ dünner Blechlamellen, die
ggf. als Stanzteile ausgebildet sind, umfassen, die unter einem
bestimmten Abstand von beispielsweise 2,25 mm abfolgend auf ei
nem Wellenzapfen angeordnet sind und in den so gebildeten Zwi
schenräumen ebenfalls lamellenartig ausgebildete stationäre
Blechscheiben aufnehmen.
In vorteilhafter Weise sind zwischen den Elektroden Abstands
halter vorgesehen, die die Einhaltung vorbestimmter Mindestab
stände von beispielsweise 0,25 mm sicherstellen. Diese Ab
standshalter können ggf. Teile von Drehlagereinrichtungen bil
den. In vorteilhafter Weise sind die Abstandshalter in Form
kleiner Kunststoffplättchen vorgesehen, die in bestimmten Ab
ständen auf wenigstens einer von zueinander benachbarten Flä
chen-Elektroden zueinander angeordnet sind.
Insbesondere bei einer derart integrierten Ausführungsform der
Verzögerungseinrichtung wird das Schlepp-Moment um eine der
Achsen durch ein Torsionsscherfeld erzeugt, und das Schlepp-
Moment um die andere Achse durch eine Drosseleinrichtung
und/oder ein Linear-Scherfeld erzeugt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprü
chen dargelegt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach
folgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen
in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Schnittdarstellung
eines Verfolgegelenkes mit kommunizierenden Fluidräu
men,
Fig. 2 eine Schema-Darstellung der bei einem Verfolge-Gelenk
gemäß einer alternativen Ausführungsform der
Verzögerungseinrichtung vorgesehenen Schaltung;
Fig. 3 eine Skizze zur Erläuterung der Schleppmomenten
regelung unter Berücksichtigung der momentanen
Brennweite;
Fig. 4a eine Längs-Schnittansicht durch ein oberes Gelenkteil
einer Verfolgegelenkeinrichtung gemäß einer dritten
bevorzugten Ausführungsform mit Ringkolben-
Kompressionskammer und in einer Drosselkanaleinrich
tung angeordneter Drossel-Flächenelektrode sowie mit
manuell einstellbarem Fixier- bzw. Vorwahlventil;
Fig. 4b eine Längsschnittansicht einer vierten bevorzugten
Ausführungsform ebenfalls mit Ringkolben-
Kompressionskammer sowie einer Drossel-
Flächenelektrode mit einstellbarem Abstand zwischen
den den Drosselkanal begrenzenden Flächenelektroden;
Fig. 5 eine Axial-Schnittansicht durch ein Gelenkteil einer
Verfolgegelenkeinrichtung gemäß einer fünften Ausfüh
rungsform der Erfindung insbesondere zur Dämpfung der
Schwenkbewegung um eine im wesentlichen vertikale
Achse mit einem als Flächen-Elektrode wirksamen Wal
zenelement mit vergrößerter Scherfläche;
Fig. 6a, 6b, 6c jeweils vereinfachte Diagramme zur Erläuterung
des zeitlichen Verlaufes der an die Flächen-
Elektroden vorzugsweise angelegten Spannung in Abhän
gigkeit von der gewünschten Verfolgegelenk-Dämpfung
(als bevorzugte Alternative zu einer gesteuerten
Gleichspannung), insbesondere zur Mischung einer elek
trorheologischen Flüssigkeit bestehend aus Silikonöl
und darin enthaltenen Polyurethan-Partikeln.
Das Verfolgegelenk gemäß Fig. 1 umfasst ein, hier aus einem
korrosionsbeständigen Chrom-Nickelstahl gefertigtes erstes Ge
lenkteil 1, das aus zwei Hauptschalen 1a und 1b zusammengesetzt
ist. Das erste Gelenkteil 1 ist bodenseitig von einem Bodendec
kel verschlossen. Das erste Gelenkteil 1 ist ferner über eine,
aus einem isolierenden Material gefertigte erste Gelenkeinrich
tung in drehbewegbarer Weise an einem Basisteil 3 gelagert.
Die erste Gelenkeinrichtung umfasst bei der hier dargestellten
Ausführungsform eine vorzugsweise aus Teflon gefertigte Buchse
4 sowie eine ebenfalls vorzugsweise aus Teflon gefertigte
Anlaufscheibe 5. An der Buchse 4 ist an einem der Anlaufscheibe
5 zugewandten Endabschnitt ein Ringrand 6 ausgebildet, der ge
meinsam mit der Anlaufscheibe 5 das erste Gelenkteil 1 bezüg
lich einer ersten Achse X in axialer Richtung an dem Basisteil
3 lagert.
Das Basisteil 3 ist aus einem isolierenden Kunststoffmaterial
gebildet und umfangsseitig mit einer Anzahl Eingriffsmulden 7
versehen, die eine manuelle, werkzeuglose Befestigung des Basi
steiles an einer Trägerstruktur beispielsweise einem Stativ er
möglichen. Das Basisteil 3 umfasst bei der hier dargestellten
Ausführungsform einen in Richtung der ersten Achse X zu dem er
sten Gelenkteil 1 hin aufragenden Umfangsrand 8, der in eine kom
plementär in dem Bodendeckel 1c gebildete Umfangsausnehmung
eingreift.
An dem ersten Glenkteil 1 ist über eine hier durch einen ersten
Gelenkzapfen 9 und einen zweiten Glenkzapfen 10 gebildete zwei
te Gelenkeinrichtung ein zweites Gelenkteil 2 schwenkbewegbar
gelagert. Das zweite (hier nur zur Hälfte dargestellte) Ge
lenkteil 2 ist als U-förmiger Bügel ausgebildet und übergreift
zwei einander gegenüberliegende Seitenflächen des ersten Ge
lenkteiles 1. Der erste Gelenkzapfen 9 steht mit einer in dem er
sten Gelenkteil 1 gebildeten zylindrischen Ausnehmung 11
schwenkbewegbar in Eingriff, ohne hierbei mit einem im inneren
des ersten Glenkteiles 1 gebildeten Fluidraum 12 in Verbindung
zu stehen.
Der zweite Gelenkzapfen 10 ist in schwenkbewegbarer Weise an dem
ersten Gelenkteil 1 gelagert und durchsetzt die durch die Haupt
schale 1b gebildete Gehäusewandung des ersten Gelenkteiles 1.
Der Durchführungsbereich des zweiten Gelenkzapfens 10 durch die
Hauptschale 1b ist mittels einer Dichteinrichtung 13 abgedich
tet. Die Dichteinrichtung 13 umfasst hier zwei Dichtringe, die aus
einem silikonölbeständigen Polymer-Kautschuk gebildet sind und
unter geringer Vorspannung an einer Außenumfangswandung des
zweiten Gelenkzapfens 10 anliegen.
Im Inneren des ersten Gelenkteiles 1 sind eine erste Walze 14 und
eine zweite Walze 15 aufgenommen. Sowohl die erste Walze 14 als
auch die zweite Walze 15 sind gegenüber dem ersten Gelenkteil 1
isoliert gelagert. Diese isolierende Lagerung wird bei der er
sten Walze 14 durch die genannte Buchse 4 sowie die Anlaufscheibe
5 erreicht. Bezüglich der zweiten Walze 15 wird die isolierende
Lagerung durch einen aus einem silikonölbeständigen Kunststoff
material gefertigten Topf 16 und den ebenfalls aus einem sili
konölbeständigen Kunststoffmaterial gefertigten zweiten Gelenk
zapfen 10 erreicht. Der zweite Gelenkzapfen 10 ist bei der hier
gezeigten Ausführungsform sowohl mit der zweiten Walze 15 als
auch mit dem zweiten Glenkteil 2 drehfest verbunden.
Sowohl die erste Walze 14 als auch die zweite Walze 15 sind in
dem ersten Gelenkteil 1 derart aufgenommen, daß zwischen der
Außenumfangswandung der ersten Walze 14 und dem ersten Gelenk
teil 1 sowie entlang der Außenumfangswandung der zweiten Wal
zen 15 ein Umfangsspaltraum (Scherspaltraumabschnitte 14a, 15a) gebildet ist. Bei der hier darge
stellten Ausführungsform beträgt das entsprechende Spaltmaß
0.74 mm. Auch an den radialen Seitenflächen der zweiten Walze
15 ragt das erste Gelenkteil 1 unter Bildung eines Spaltes von
0.85 bis 0.72 mm an die Walze 15 heran.
Der Fluidraum 12 ist mit einem elektrorheologischen Fluid, hier
ein elektrorheologisches Silikonöl gefüllt. Das elektrorheolo
gische Fluid erfüllt dabei den gesamten Umfangsspaltraum zwi
schen dem ersten Gelenkteil 1 und den beiden Walzen 14 und 15.
Die erste Walze 14 ist auf ihrer dem Basisteil zugewandten Sei
te mit einem Bund 16a versehen, der die Buchse 4 durchsetzt. Über
diesen Bund 16a ist die erste Walze 14 mit einer Leitungsein
richtung eines Leistungsschaltkreises verbunden.
Der genannte Bund 16a ist bei der hier dargestellten Ausführungs
form mit einer Durchgangsbohrung versehen, in welche eine aus
einem silikonölbeständigen Kunststoffmaterial gefertigte Füh
rungsbuchse 17 eingepresst ist. In dieser Führungsbuchse 17 ist
eine Elektrode 18 aufgenommen, die über eine hier nicht darge
stellte Federeinrichtung elastisch nachgiebig gegen die Um
fangswandung der zweiten Walze 15, die in gleicher Weise wie die
erste Walze 14 aus einem leitfähigen Material gebildet ist, ge
drängt ist. Über diese Elektrode 18 ist die zweite Walze 15 mit
dem Leistungsschaltkreis verbunden.
In dem Basisteil 3 sind mehrere Schleifkontakte 19 vorgesehen,
die elastisch nachgiebig gegen eine untere radiale Stirnfläche
des Bodendeckels 1c gedrängt sind. Über diese Schleifkontakte
19 ist das erste Gelenkteil mit dem Leistungsschaltkreis ver
bunden. Bei der hier gezeigten Ausführungsform bildet das erste
Gelenkteil eine Masse-Elektrode. An die erste Walze 14 und an
die zweite Walze 15 können nach Maßgabe einer Steuereinheit
über den Leistungsschaltkreis gegenüber dem ersten Gelenkteil
Spannungen im Bereich von 0 bis ca. 10 kV, bei etwas größeren
Spaltmaßen bis zu 16 kV angelegt werden. In Abhängigkeit von
dem Potentialunterschied der Walzen 14 und 15 gegenüber dem er
sten Gelenkteil 1 kann der, eine Relativbewegung zwischen dem
ersten Gelenkteil 1 und dem zweiten Gelenkteil bzw. dem Basi
steil bremsende Fluidreibungswiderstand über die Änderung des
Fließverhaltens des in dem entsprechenden Bewegungsspalt aufge
nommenen Mediums verändert werden. In Abhängigkeit von der an
die Walzen 14 und 15 gegenüber dem ersten Gelenkteil 1 anlie
genden Spannung kann damit das dynamische Führungsverhalten des
Verfolgegelenkes kontinuierlich eingestellt werden.
Der genannte Leistungsschaltkreis ist mit Vorteil in das Basi
steil 3 integriert. Dadurch wird es möglich auf eine besondere
Isolation der Hochspannungs-Verbindungsleitungen zwischen dem
Leistungsschaltkreis und den Elektroden 18, 19 und dem Bund 16
zu verzichten.
Das erfindungsgemäße Verfolgegelenk wird mit Vorteil erst nach
seinem vollständigen Zusammenbau mit dem rheologischen Fluid
befüllt. Hierzu wird in vorteilhafter Weise die Elektrode 18
aus der Führungsbuchse 17 herausgezogen und eine Einfüllvor
richtung auf den hierbei freigegebenen Kanal aufgesetzt. Vor
Einfüllen des Fluides wird der Fluidraum 12 mit Vorteil evaku
iert. Auch das zugeführte Fluid wird mit Vorteil derart vorbe
handelt, daß dieses keine Gaseinschlüsse aufweist. Im Inneren
des Fluidraums 12 bzw. an dem ersten Gelenkteil 1 ist eine
Druckausgleichseinrichtung vorgesehen, über welche etwaige ins
besondere temperaturbedingte Volumenänderungen des Fluids aus
geglichen werden können. Eine einfache Art des Druckausgleiches
kann auf vorteihafte Weise durch ein in einer der Walzen einge
schlossenens Gasvolumen erreicht werden.
Die Walzen 14 und 15 weisen in vorteilhafter Weise eine schwach
aufgerauhte, insbes. durch Sandstrahlen behandelte Oberfläche
auf, zur Verbesserung des Haftungsvermögens des Fluides an der
Walzen-Oberfläche.
Zur Feststellung des Verfolgegelenkes in einer bestimmten Posi
tion sind in vorteilhafter Weise zwei Arretiereinrichtungen
vorgesehen, die entweder mechanisch oder elektrisch in Ein
griffsstellung bringbar sind. Bei einer mechanischen Variante
sind hierbei mit Vorteil zwei Klemmschrauben oder eine Venti
leinrichtung vorgesehen, die jeweils das erste Gelenkteil 1 ge
genüber dem Basisteil 3 bzw. das zweite Gelenkteil 2 gegenüber
dem ersten Gelenkteil 1 festlegen. Bei einer elektrischen Vari
ante ist mit Vorteil eine Elektromagneteinrichtung vorgesehen,
über welche entsprechend zwischen den Gelenkteilen wirksame
Bremslamellen in Eingriff bringbar sind.
In Fig. 2 ist schematisch der Aufbau einer bevorzugten Schaltung
zur Steuerung des Verfolgegelenkes dargestelllt. Die hier sche
matisch dargestellte Verzögerungseinrichtung weicht von der in
Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform dahingehend
ab, als daß nur eine einzige Bewegungsdichtung 20 vorgesehen
ist, über die ein Koppelungsorgan 21 aus dem Fluidraum 12 her
ausgeführt ist. Das Koppelungsorgan dient der Übertragung eines
Schlepp- bzw. Torsionsmomentes, das durch eine Anzahl Innen-
Bremslamellen 22 und Außenbremslamellen 23 erzeugt wird. Die
Außenbremslamellen 23 sind abwechselnd mit den Innen-Bremslamellen 22
in einem Kolbenelement 24 aufgenommen. Das Kolbenelement 24 ist
gleitbewegbar in einem Topfelement 25 aufgenommen. Im Inneren
des Topfelementes 25 ist eine Führungseinrichtung 26a vorgesehen,
die mit dem Kolbenelement 24 in Eingriff steht. Die Führungs
einrichtung erlaubt eine Bewegung des Kolbenelementes 24 ent
lang einer Längsachse (hier X-Achse) des Topfelementes, ver
hindert jedoch eine Drehbewegung des Kolbenelementes 24 um die
genannte Längsachse. Das Koppelungsorgan 21 ist durch die Bewe
gungsdichtung 20 hindurch in Richtung der genannten Längsachse
(X) verschiebbar. Eine Verlagerungsbewegung des Kolbenelementes
24 in entlang der Längsachse des Topfelementes 25 wird durch
eine Fluidverlagerung der Fluid-Teilmengen ρ1 und ρ2 verzögert.
Diese translatorische Bewegung kann beispielsweise über einen
Zahnstangenmechanismus zur Erzeugung eines um die zweite Achse
wirksamen Bremsmomentes herangezogen werden.
Das in dem Fluidraum 12 aufgenommene Fluid ist ein elektrorheo
logisches Fluid. Sowohl das durch das Koppelungsorgan 20 über
tragbare Torsionsmoment M als auch die durch das Koppelungsor
gan 20 übertragbare Verschiebekraft F ist über die, an die
Leitungen A, B und C angelegte Spannung stufenlos veränderbar.
Die Leitung A bildet hier eine Masse-Elektrode, die mit
dem Topfelement 25, das aus einem leitfähigen Material gefertigt
ist, verbunden ist, und entspricht funktionell dem in Fig. 1 dargestellten
Schleifkontakt 19. Die Leitung B entspricht funktionell dem Bund 16a in
Fig. 1. Die Leitung C entspricht funktionell der in Fig. 1 durch das Be
zugszeichen 18 gekennzeichneten Elektrode. Durch die Einstel
lung bestimmter Spannungs-Potentialunterschiede zwischen dem
Topfelement 25, dem Kolbenelement 24 und den Innen-
Bremslamellen 22 können das Torsionsmoment M und die Verschie
bekraft F stufenlos eingestellt werden.
Das Torsionsmoment wird hierbei durch die veränderbare Flui
dreibungskraft zwischen den Innen- und Außen-Bremslamellen ein
gestellt (Potentialunterschied zwischen den über die Leitungen B und C
versorgten Elektroden). Die Verschiebekraft F wird über den Potential-Unterschied
zwischen den durch die Leitungen A und B versorgten Elektroden eingestellt. Die Leitung B
führt hierbei im Unterschied zu der Verfolgegelen
keinrichtung nach Fig. 1 zur
Mittelpunktselektrode.
Die Leitungen A, B und C verbinden die Verzögerungseinrichtung
mit dem in Fig. 2 ersichtlichen Lei
stungsschaltkreis 26. Dieser Leistungsschaltkreis 26 umfasst
einen durch eine Spule/Kondensatorschaltung gebildeten Schwing
kreis zur Erzeugung der an die Leitungen A, B und C anzulegen
den Hochspannungen vorzugsweise in Form einer pulsierenden
Gleichspannung oder ggf. auch Wechselspannung (vorzugsweise f
im Bereich von 5 bis 40 Hz). Aufgrund des hohen Widerstandes
des in dem Fluidraum aufgenommenen elektrorheologischen Fluides
ist der über die Leitungen A, B und C fließende Strom nur ge
ring. Als Energiequelle für ca. 15 Betriebsstunden haben sich
zwei in Serie geschaltete 9 V-Blockbatterien als ausreichend er
wiesen.
Die Spannungsquelle und der Leistungsschaltkreis sind mit Vor
teil in das in Fig. 1 dargestellte Basisteil integriert. Der
Leistungsschaltkreis 26 ist über eine Anzahl Verbindungsleitun
gen 27 mit einer Steuereinheit 28 verbunden. Die Steuereinheit
28 wird in vorteilhafter Weise durch die für den Leistungs
schaltkreis vorgesehene Spannungsquelle mit Spannung versorgt.
Die hier dargestellte Steuereinheit 28 ist mit einer Anzahl Si
gnalleitungen 29 versehen, über welche die Temperatur des in dem
Fluidraum aufgenommenen Fluides, die Momentanposition der Ver
folgegelenkeinrichtung, das momentane Bremsmoment um jede Ach
se, der Momentan-Strom in der Verzögerungseinrichtung und ggf.
die momentan eingestellte Brennweite eines Objektives erfasst
werden.
Die Steuereinheit 28 ist ferner mit einer Vorgabeeinrichtung 30
gekoppelt, über welche eine bestimmte Gelenk-
Schleppcharakteristik vorgegeben werden kann. Auf Grundlage der
durch die Vorgabeeinrichtung 30, die beispielsweise aus ledig
lich einem oder zwei Potentiometern bestehen kann, und den an
den Signalleitungen 29 anliegenden Signalen ermittelt die Steu
ereinheit 28 die erforderlichen Spannungspotentiale für die
Leitungen A, B und C. Die Spannungspotentiale werden durch die
Steuereinheit 28 ggf. unabhängig von der Vorgabeeinrichtung in
einem geschlossenen Regelkreis laufend verändert.
Die Steuereinheit 28 umfasst in vorteilhafter Weise eine pro
grammierte Rechnereinrichtung, die auf eine beispielsweise durch
ein Eprom gebildete Speichereinrichtung Zugriff hat, in welcher
Kennfelddaten für unterschiedlichste Bremscharakteristiken ab
gelegt sind.
Die Vorgabeeinrichtung ist in vorteilhafter Weise in einen Füh
rungsgriff zur Bewegung des Verfolgegelenkes integriert und ist
während der Durchführung einer Nachführbewegung betätigbar, so
daß über den Führungsgriff die Bremscharakteristik veränderbar
ist. Der Führungsgriff ist mit der Verfolgegelenkvorrichtung in
vorteilhafter Weise federelastisch gekoppelt, so daß durch ent
sprechende Verspannung des Führungsgriffes gegenüber dem zwei
ten Gelenkteil (Fig. 1) ein Antriebsmoment, das Beschleunigungs-
oder auch ein Verzögerungsmoment, vorgegeben werden kann. Durch
entsprechende Verspannung des Führungsgriffes kann beispiels
weise eine Sollposition der Gelenkvorrichtung vorgegeben werden,
die über entsprechend dosierte Änderung der Schleppmomente um
die Achse X und die Achse Y überschwingungsfrei anfahrbar ist.
Die in Fig. 4a gezeigte Ausführungsform umfaßt in gleicher Wei
se wie das in Fig. 1 dargestellte Verfolgegelenk erste und
zweite Gelenkteile 1, 2, die gemeinsam um eine vertikale Achse X
schwenk- bzw. drehbewegbar an einem Basisteil (nicht darge
stellt) angebracht sind.
Im Inneren des zweiten Gelenkteiles 2 ist ein Fluidraum V ge
bildet, der durch eine Kolbeneinrichtung 43 in erste und zweite
Fluidraumabschnitte r1, r2 unterteilt ist.
Die Kolbeneinrichtung 43 ist mit einem Achszapfenelement 44 ge
koppelt, welches wiederum starr an dem ersten Gelenkteil 1 befe
stigt ist.
Bei einem Schwenken des zweiten Gelenkteiles 2 relativ zu dem
Achszapfenelement 44 verändern sich die zwischen der Kolbenein
richtung 43 und einen an dem zweiten Gelenkteil 2 befestigten
Wandungselement 47 eingeschlossenen Voluminas r1, r2. Die hier
bei erforderliche Fluidverlagerung erfolgt über Fluidverbin
dungswegabschnitte 45, 46, 48. In dem ersten Fluidverbindungs
wegabschnitt 45 ist eine manuell einstellbare Drosselventi
lanordnung 49 vorgesehen, über welche der Strömungswiderstand in
dem Fluidverbindungswegabschnitt 45 einstellbar ist. Wird eine
bei der hier gezeigten Ausführungsform als Stellschraube ausge
bildete Ventilspindel derart weit in das erste Gelenkteil 2
eingeschraubt, dass eine vordere Stirnfläche derselben auf einer
Ventilsitzfläche 50 aufsitzt, so ist der Fluidverbindungsweg
gesperrt und das zweite Gelenkteil 2 relativ zu dem ersten Ge
lenkteil 1 fixiert.
In dem zweiten (hier mittleren) Fluidverbindungswegabschnitt 48
ist eine Flächen-Elektrode 40 vorgesehen, die elektrisch iso
liert in das zweite Gelenkteil 2 eingesetzt ist. Die Flächene
lektrode 40 ist hierbei aus einem Metallrohr gebildet, das koa
xial in eine geringfügig größer bemessene Bohrung 51 eingesetzt
ist. Die Innenwandung der Bohrung 51 bildet abschnittsweise
ebenfalls eine Flächen-Elektrode. Die innere Flächen-Elektrode
40 ist durch einen Zentrierzapfen 41 und zwei Verschlußschrau
ben 42 bzw. 52 in der Bohrung 51 fixiert. Eine der beiden Ver
schlußschrauben (hier 52) ist mit einer Durchgangsbohrung ver
sehen, durch welche ein Steckverbinder 53 in die Flächenelektro
de einsteckbar 40 ist.
Der Steckverbinder 53 ist an einem Spannungsversorgungskabel 54
angeschlossen. In dem Spannungsversorgungskabel 54 ist ein weiterer
Leitungsdraht vorgesehen, welcher über eine hier nicht ge
zeigte Anschlußklemme mit dem zweiten Gelenkteil zur Erdung
desselben verbindbar ist.
In dem Fluidraum V ist ein elektrorheologisches Fluid (hier
ein Silikonöl mit Polyurethan-Partikeln) aufgenommen. Die ent
sprechenden Fluidfraktionen r1, r2 werden beim Schwenken des
zweiten Gelenkteiles 2 relativ zu dem ersten Gelenkteil 1 auf
grund der in den Ringraum hineinragenden Einrichtungen 43 und
47 in entsprechende Richtungen durch die Fluidverbindungswegab
schnitte 45, 48 und 46 gedrängt. Vermittels der an die Flächene
lektrode 40 angelegten, gesteuerten Spannung kann die Drossel
wirkung des Fluidverbindungsweges beeinflusst werden.
Die entsprechend angelegte Spannung liegt hier im Bereich von 0
bis 16 kV. Ein zur Erzeugung einer vorzugsweise modulierten
Spannung vorgesehener Hochspannungsschaltkreis ist in den unte
ren Bereich des hier nicht dargestellten Basisteiles eingesetzt
und über das abschnittsweise dargestellte Kabel mit dem zweiten
Gelenkteil 2 und der Flächenelektrode 40 verbunden.
In Fig. 4b ist eine weitere Ausführungsform einer Verzögerungs-
bzw. Dämpfungseinrichtung für ein Verfolgegelenk abschnittswei
se und stark vereinfacht dargestellt.
Ein zur Verbindung der beiden Fluidraumabschnitte r1 und r2
vorgesehener Fluidverbindungsweg ist wiederum durch drei Fluid
wegabschnitte 45, 48 und 46 gebildet. Die hier konisch ausge
bildete Flächenelektrode 40 ist in einer ebenfalls konisch aus
gebildeten Bohrung 51a aufgenommen. Über eine Feingewindeein
richtung ist die axiale Position der Flächenelektrode 40 in der
Bohrung 51a einstellbar. Dadurch kann sowohl der Elektrodenab
stand als auch der zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt
verändert werden. Die Flächenelektrode 40 ist vorzugsweise wie
in Verbindung mit Fig. 4a beschrieben mit einem Hochspannungs
schaltkreis verbindbar.
Insbesondere bei der Verwendung des Verfolgegelenks bei sehr
tiefen Umgebungstemperaturen ist es möglich das Bremsmoment
ggf. ausschließlich manuell zu steuern.
Insbesondere bei einer Ausführungsform der Verzögerungseinrich
tung mit einem begrenzten Bewegungsbereich (bei den Ausfüh
rungsformen gem. Fig. 4a und 4b beträgt der mögliche Schwenkbe
reich ca 320°) ist es möglich eine Getriebeeinrichtung vorzuse
hen, durch welche der zulässige Schwenkbereich wenigstens eines
der Gelenkteile noch vergrößert werden kann oder die Relativ-
Geschwindigkeit in der Verzögerungseinrichtung noch vergrößert
werden kann. Dadurch wird es möglich, eine Verzögerungseinrich
tung in der in den Fig. 4a oder 4b gezeigten Bauart auch zwi
schen dem Basisteil und dem ersten Gelenkteil vorzusehen und
dabei einen Schwenkbereich zuzulassen, welcher wenigstens 360°
abdeckt oder größer ist. Die Getriebeeinrichtung kann durch ein
Stirnradpaar mit entsprechenden Durchmesserverhältnissen oder
vorzugsweise durch ein Planetengetriebe gebildet sein.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform einer für ein Ver
folgegelenk vorgesehenen Ausführungsform einer Verzögerungsein
richtung dargestellt, wie sie beispielsweise als im wesentlichen
vollständig vormontierte Baugruppe in eine entsprechende Ge
lenkvorrichtung integriert werden kann.
Die gezeigte Verzögerungseinrichtung umfaßt eine mit einem
Achszapfen 10a gekoppelte Walze 60. Die Walze 60 ist beidseitig
profiliert und in einem Gehäuseteil 61 aufgenommen, das hier
aus zwei Gehäusehälften 1a, 1b gebildet ist, die vorzugsweise
Teil des ersten Gelenkteiles 1 oder des Basisteiles 3 (Fig. 1)
bilden.
Zwischen der profilierten Außenfläche der Walze 60 und einer
komplementär profiliert ausgebildeten Innenfläche des Gehäuse
teiles 61 ist ein Fluidraum begrenzt, in welchem eine elektror
heologische Flüssigkeit aufgenommen ist.
Die Kantenbereiche der einzelnen Ringabschnitte der Walze 60
sind abgerundet ausgebildet zur Vermeidung etwaiger Spannungs
überschläge zwischen der Oberfläche der Walze 60 und den zuge
wandten Bereichen der Innenfläche des Gehäuseteiles 61.
Die Walze 60 ist über eine Isolierscheibenanordnung mit mehre
ren Isolierscheiben 62, 63, 64 sowohl in radialer als auch in
axialer Richtung derart gelagert, daß ein vorbestimmtes Spaltmaß
exakt eingehalten werden kann.
Die Spannungsversorgung von Walze 60 und Gehäuseteil 61 erfolgt
über einen hier nur vereinfacht dargestellten Hochspannungs
schaltkreis. Hierzu ist ferner eine Schleifkontakt- bzw. Uhrfe
der-Kontakteinrichtung 65 vorgesehen.
Das Gehäuseteil 61 ist mit einem elektrorheologischen Fluid ga
seinschlußfrei befüllt. Dies kann erreicht werden, indem die
Walze 60 und das Gehäuseteil 61 in ein mit der elektrorheologi
schen Flüssigkeit gefülltes Becken eingetaucht und in einge
tauchtem Zustand montiert werden. Es ist auch möglich, das
elektrorheologische Fluid über eine Druckleitung zuzuführen und
über entsprechend vorgesehene und positionierte Entlüftungska
näle einen Abstrom der Luft zu ermöglichen. Es ist auch mög
lich, das Fluid anzusaugen.
Um einen insbesondere temperaturschwankungsbedingten Druckaus
gleich zu ermöglichen ist eine Überdruckventileinrichtung vor
gesehen, die hier in eine Gewindebohrung 66 nach Befüllen des
Gehäuseteiles 61 einschraubbar ist.
Um eine Entmischung der elektrorheologischen Flüssigkeit zu
verhindern wird an die jeweils vorgesehenen Flächenelektroden
vorzugsweise eine besonders modulierte Spannung angelegt.
Zwei insbesondere bei einer Silikonölfüllung vorteilhafte Span
nungscharakteristiken sind in den Fig. 6b und 6c darge
stellt. Die damit erreichte Dämpfungskonstante D ist in Fig. 6a
gezeigt.
Gemäß Fig. 6b wird eine bipolare Spannung an die jeweiligen.
Flächenelektroden angelegt. Die Pol-Wechselfrequenz beträgt
hier ca. 10 Hz. Die Umschaltdauer tT beträgt ca 0,002 s. Die je
weilige Amplitude orientiert sich an der erforderlichen Dämp
fungskonstanten D.
Gemäß Fig. 6c ist ebenfalls eine bipolare Spannung vorgesehen.
Dieser ist jedoch eine Oberwelle von hier ca 180 Hz überlagert.
Die Polwechselfrequenz kann dadurch, wie hier gezeigt, auf ca.
5 Hz abgesenkt werden. Die Umschaltdauer liegt vorzugsweise un
ter 0,025 s.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 soll die Funktionsweise einer be
vorzugten Ausführungsform der Verfolgegelenkvorrichtung nach
folgend beschrieben werden:
Zur Video-Aufzeichnung eines Autorennens ist eine Videokamera auf dem zweiten Gelenkteil 2 der Verfolgegelenkvorrichtung mon tiert und über einen ebenfalls mit dem zweiten Gelenkteil ge koppelten Führungsgriff bewegbar. Die Kamera ist mit der Steu ereinheit 28 über eine Signalleitung 29 verbünden. Über diese Signalleitung erfasst die Steuereinheit 28 u. a. die momentane Einstellung eines Objektives der Kamera.
Zur Video-Aufzeichnung eines Autorennens ist eine Videokamera auf dem zweiten Gelenkteil 2 der Verfolgegelenkvorrichtung mon tiert und über einen ebenfalls mit dem zweiten Gelenkteil ge koppelten Führungsgriff bewegbar. Die Kamera ist mit der Steu ereinheit 28 über eine Signalleitung 29 verbünden. Über diese Signalleitung erfasst die Steuereinheit 28 u. a. die momentane Einstellung eines Objektives der Kamera.
Die Kamera ist zunächst entsprechend dem Pfeil f1 ausgerichtet
und erfasst ein sich aus großer Entfernung näherndes Fahrzeug.
Sowohl das Bremsmoment um die erste Achse X als auch um die
zweite Achse Y werden auf einen vergleichsweise hohen Wert ein
gestellt.
Hierzu gibt die Steuereinheit 28 entsprechende Signale an den
Leistungsschaltkreis 26. Der Leistungsschaltkreis 26 legt hier
bei sowohl an den Bund 16a als auch an die Elektrode 18 eine
Spannung von z. B. jeweils 8 kV an. Hierbei erhöht sich die Visko
sität des in einem Spaltbereich zwischen den Walzen 14 und 15
und dem ersten Gelenkteil 1 aufgenommenen elektrorheologischen
Mediums. Dadurch entsteht ein vergleichsweise hohes Bremsmoment
sowohl um die Achse X als auch um die Achse Y. Mit ständig
kleiner werdendem Abstand des durch die Kamera erfassten Objek
tes zu der Kamera selbst wird entsprechend der über eine Schär
femesseinrichtung automatisch eingestellten Brennweite auch das
Bremsmoment um die erste Achse X kontinuierlich verändert. Das
Bremsmoment um die erste Achse wird hierbei im wesentlichen
proportional zur momentanen Brennweite allmählich bis auf einen
1/3 des Anfangsbremsmomentes betragenden Wert bei Erreichen der
Brennweite f2 eingestellt. Hierzu wird unter Berücksichtigung
des bei der Momentantemperatur des rheologischen Fluides zu er
wartenden Zusammenhangs zwischen Spannungsänderung und Viskosi
tätsänderung der Potentialunterschied zwischen der Walze 14 und
dem ersten Gelenkteil auf beispielsweise 2,5 kV abgesenkt.
Der Potentialunterschied zwischen der zweiten Walze 15 und dem
ersten Gelenkteil 1 wird nur auf 6 kV abgesenkt, da über die
Vorgabeeinrichtung 30 eine schwächere Abhängigkeit des Bremsmo
mentes von der momentanen Brennweite vorgegeben wurde.
Während die Kamera im Rahmen einer zunächst sehr raschen
Schwenkbewegung allmählich in Richtung des Pfeiles f3 geschwenkt
wird, erhöht sich auch der Potentialunterschied der Walzen 14
und 15 gegenüber dem ersten Gelenkteil 1, so daß hierbei wieder
ein höheres Schleppmoment wirksam wird.
Um ein extrem rasches Zurückschwenken der Kamera aus der Rich
tung f3 zu ermöglichen wird über einen an dem Führungsgriff
vorgesehenen Schaltknopf ein Signal erzeugt, das die Steuerein
heit 28 veranlasst, während der Dauer des Niederdrückens des
Knopfes den Potentialunterschied der Walzen 14 und 15 gegenüber
dem ersten Gelenkteil 1 auf einen geringen Wert, insbesondere 0 V,
abzusenken. Dadurch wird es möglich, die Kamera rasch wieder in
die Ausgangsposition gemäß Pfeil f1 zu bringen. Durch Doppel
klicken des Betätigungsknopfes wird eine Fixierbremseinrichtung
aktiviert, die ein Spule aufweist, die eine an dem ersten Gelenk
teil angebrachte Bremslamelle mit dem zweiten Gelenkteil 2
derart in Eingriff bringt, daß eine Bewegung des zweiten Gelenk
teiles 2 relativ zu dem ersten Gelenkteil 1 um die zweite Achse
Y unterbunden ist. Durch nochmaliges Betätigen des Schaltknop
fes kann der Bremszustand gelöst werden und die Nachführbewe
gung des Verfolgegelenks erfolgt wieder unter der entsprechend
der Steuereinheit 28 eingeregelten Schleppcharakteristik.
Die Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Aus
führungsformen beschränkt. Beispielsweise ist es auch möglich
anstelle der in Fig. 1 dargestellten Walzen auch Bremslamel
lenpackungen zu verwenden, wie sie in Verbindung mit dem in
Fig. 2 vereinfacht dargestellten Kolbenelement vorgesehen sind.
Es ist auch möglich für jede Verzögerungseinrichtung einen se
paraten Fluidraum und ggf. separate Temperaturerfassungsein
richtungen vorzusehen. Anstelle eines elektrorheologischen
Fluides können auch andere Fluide verwendet werden, deren
Fließverhalten in einstellbarer Weise veränderbar ist. Anstelle
eines auf Silikonölbasis hergestellten Fluides können auch
rheologische Mineral-Seifen oder magnet-rheologische Fluide An
wendung finden. Insbesondere bei, für den Kurzzeiteinsatz vor
gesehenen Verfolgegelenkeinrichtungen ist es möglich auf eine
Rechnereinrichtung bzw. auf die Steuereinheit zu verzichten und
das gewünschte Schleppmoment über eine unmittelbar in den Lei
stungsschaltkreis integrierte Vorgabeeinrichtung einzustellen.
Claims (40)
1. Verfolgegelenkvorrichtung mit:
- - einer ersten Gelenkeinrichtung (4, 5, 6) zur Lagerung eines ersten Gelenkteiles (1) in wenigstens schwenkbewegbarer Weise relativ zu einem Basisteil (3),
- - einer zweiten Gelenkeinrichtung (10, 16) zur Lagerung eines zweiten Gelenkteiles in wenigstens schwenkbewegbarer Weise re lativ zu dem ersten Gelenkteil (1), und
- - einer Verzögerungseinrichtung (14; 15) zum Verzögern einer Relativbewegung zwischen dem ersten Gelenkteil (1) und dem Ba sisteil (3) um eine erste Achse (X) und/oder zum Verzögern ei ner Relativbewegung zwischen dem zweiten Gelenkteil (2) und dem ersten Gelenkteil (1) um eine zweite Achse (Y),
- - wobei die Verzögerungseinrichtung (14; 15) einen Fluidraum (12) mit einem zwischen zwei zueinander relativ bewegbaren Scherflächen begrenzten Scherspaltraumabschnitt (14a; 15a) auf weist, und eine erste Flächen-Elektrode und eine von der ersten Flächen-Elektrode beabstandete zweite Flächen-Elektrode vorge sehen sind und der Scherspaltraumabschnitt (14a; 15a) sich zwi schen der ersten Flächen-Elektrode und der zweiten Flächen- Elektrode erstreckt und sowohl die erste Flächen-Elektrode als auch die zweite Flächen-Elektrode mit einem Hochspannungs schaltkreis (26) verbunden sind und eine Steuereinheit (28) vorgesehen ist zur Steuerung der über den Hochspannungsschalt kreis (26) an die beiden Flächen-Elektroden angelegten Span nung,
- - wobei in dem Scherspaltraumabschnitt (14a; 15a) ein elek tro-rheologisches Fluid aufgenommen ist, zur Änderung des Scherverhaltens des in dem Scherspaltraumabschnitt (14a; 15a) aufgenommenen Fluides nach Maßgabe der an die beiden Flächen-Elektroden angelegten Spannung zur Einstellung ei ner zwischen den beiden Scherflächen über den Scher spaltraumabschnitt (14a; 15a) übertragbaren Fluid- Scherkraft, zur Änderung eines um die erste Achse (X) und/oder um die zweite Achse (Y) wirksamen Bremsmomentes in einstellbarer Weise, und
- - wobei die an die Flächen-Elektroden angelegte Spannung derart moduliert wird, daß die Polarität der Flächen- Elektroden wechselt, wobei die Potentialwechselfrequenz im Bereich von 1 bis 50 Hz liegt.
2. Verfolgegelenkvorrichtung mit:
- - einer ersten Gelenkeinrichtung (4, 5, 6) zur Lagerung eines ersten Gelenkteiles (1) in wenigstens schwenkbewegbarer Weise relativ zu einem Basisteil (3),
- - einer zweiten Gelenkeinrichtung (10, 16) zur Lagerung eines zweiten Gelenkteiles (2) in wenigstens schwenkbewegbarer Weise relativ zu dem ersten Gelenkteil (1), und
- - einer Verzögerungseinrichtung zum Verzögern einer Relativbe wegung zwischen dem ersten Gelenkteil (1) und dem Basisteil (3) um eine erste Achse (X) und/oder zum Verzögern einer Relativbe wegung zwischen dem zweiten Gelenkteil (2) und dem ersten Ge lenkteil (1) um eine zweite Achse (Y),
- - wobei die Verzögerungseinrichtung einen Fluidraum (V) auf weist der in einen ersten Fluidraumabschnitt (S1) und in einen zweiten Fluidraumabschnitt (S2) mittels einer Kolbeneinrichtung (43) unterteilt ist und einem Fluidverbindungsweg (45, 48, 46) zur Verbindung des ersten Fluidraumabschnittes (S1) mit dem zweiten Fluidraumabschnitt (S2), wobei der Fluidverbindungsweg (45, 48, 46) eine Drosseleinrichtung (49) aufweist, zur Drosse lung einer Fluidströmung im Falle einer Fluidverlagerung zwi schen den beiden Fluidraumabschnitten (S1; S2), und eine erste Flächen-Elektrode (40) und eine von der ersten Flächen- Elektrode (40) beabstandete zweite Flächen-Elektrode (51) vor gesehen sind und der Fluidverbindungsweg (45, 48, 46) sich zwi schen der ersten Flächen-Elektrode und der zweiten Flächenelek trode erstreckt und sowohl die erste Flächen-Elektrode (40) als auch die zweite Flächen-Elektrode (51) mit einem Hochspannungs schaltkreis (26) verbunden sind und eine Steuereinheit (28) vorgesehen ist zur Steuerung der über den Hochspannungsschalt kreis (26) an die beiden Flächen-Elektroden (40, 51) angelegten Spannung,
- - wobei in dem Fluidraum (V) ein elektro-rheologisches Fluid aufgenommen ist, zur Änderung des Strömungswiderstandes des über den Fluidverbindungsweg (45, 48, 46) strömenden Fluides nach Maßgabe der an die beiden Flächen-Elektroden (40, 51) angelegten Spannung zur Beeinflussung eines sich in den jeweiligen Fluidraumabschnitten aufbauenden Druc kes, zur Änderung eines um die erste Achse (X) und/oder um die zweite Achse (Y) wirksamen Bremsmomentes in einstell barer Weise, und
- - wobei die an die Flächen-Elektroden angelegte Spannung derart moduliert wird, daß die Polarität der Flächen- Elektroden wechselt, wobei die Potentialwechselfrequenz im Bereich von 1 bis 50 Hz liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Achse (X) und die zweite Achse (Y) zueinander
senkrecht verlaufen und/oder, daß die erste Achse (X) und die
zweite Achse (Y) in einer Ebene verlaufen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Achse (X) und die zweite Achse (Y) voneinander
beabstandet verlaufen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Abstand der ersten Achse zu der zweiten Achse veränderbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Verzögerungsmoment um die erste Achse (X)
stufenlos einstellbar ist.
7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsmoment um die zweite
Achse (Y) stufenlos einstellbar ist.
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß die an die Elektroden (40, 51) ange
legte Spannung eine pulsierende Spannung oder eine Wechselspan
nung ist.
9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung eine Rech
nereinrichtung umfasst zur Errechnung eines Soll-
Verzögerungsmomentes zur Verzögerung der Drehbewegung um wenig
stens die erste oder die zweite Achse (X; Y).
10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß eine Positionserfassungseinrichtung
vorgesehen ist zur Erfassung einer momentanen Schwenkposition
wenigstens des ersten Gelenkteiles (1) relativ zu dem Basisteil
(3) oder des zweiten Gelenkteiles (1) relativ zu dem ersten Ge
lenkteil (1).
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rechnereinrichtung mit der Positionserfassungseinrichtung
verbunden ist und eine Rechenschaltung umfasst zur Bestimmung
eines Soll-Verzögerungsmomentes in Abhängigkeit von der momen
tanen Relativposition der Gelenkteile (1, 2, 3) zueinander
und/oder der Momentan-Geschwindigkeit der Gelenkteile (1, 2, 3)
zueinander und/oder der Momentan-Beschleunigung der Gelenkteile
(1, 2, 3) zueinander.
12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnereinrichtung mit einer
Entfernungs- oder Brennweitenerfassungseinrichtung verbindbar
ist, zur Einstellung eines Soll-Verzögerungsmomentes in Abhän
gigkeit von der momentanen Enfernung bzw. Brennweite.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einstelleinrichtung eine Eingabeeinrichtung umfasst, zur
Auswahl oder zur Eingabe eines bestimmten Verzögerungsmodus.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Eingabeeinrichtung ein Potentiometer umfasst.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeich
net, daß die Eingabeeinrichtung dem Basisteil (3) oder einem
der beiden Gelenkteile (1, 2) benachbart angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung im Bereich eines Füh
rungsgriffes angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialwechselfrequenz im Be
reich von 4 bis 12 Hz liegt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Potentialänderung innerhalb einer Potentialänderungs-
Übergangszeit tT erfolgt, die im Bereich von 0.02 bis 0.25 s
liegt.
19. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidraum (V) weitgehend ga
seinschlussfrei befüllt ist.
20. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckausgleichseinrichtung
insbesondere Überdruckventil mit angeschlossener Ausgleichskam
mer vorgesehen ist, zur Begrenzung des Druckes in dem System.
21. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsschaltkreis (26)
in unmittelbarer Nähe der Vorrichtung angeordnet ist, insbeson
dere in eines der Gelenkteile (1, 2) oder in das Basisteil (3)
integriert ist.
22. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidbremseinrichtung eine
Drosseldurchgangseinrichtung aufweist und daß die Drosselwir
kung der Drosseldurchgangseinrichtung nach Maßgabe der Einstel
leinrichtung (28) einstellbar ist.
23. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Scherspaltraum und/oder in
der Drosseldurchgangseinrichtung ein Elektrodenpaar vorgesehen
ist und daß das Elektodenpaar mit dem Hochspannungsschaltkreis
(26) verbunden ist.
24. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsschaltkreis an das
Elektrodenpaar (40, 51, 51a) eine Spannung im Bereich von 0 bis
10 kV anlegt.
25. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Elektroden im Be
reich von 0.25 bis 3 mm liegt.
26. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung eine
Anzahl Bremslamellen (22, 23) umfasst.
27. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 26,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerungsmomenterfassungs
einrichtung vorgesehen ist, zur Erfassung des Verzögerungsmo
mentes.
28. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperaturerfassungseinrich
tung vorgesehen ist, zur Erfassung der Temperatur des Fluides
in der Fluidbremseinrichtung.
29. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeich
net, daß die Verzögerungsmomenterfassungseinrichtung mit der
Rechnereinrichtung gekoppelt ist, und daß in der Rechnerein
richtung eine Vergleichseinrichtung vorgesehen ist zur Durch
führung eines Soll/Ist Vergleiches wobei eine Abweichung zwi
schen einem Sollwert und einem Ist-Wert des jeweiligen Verzöge
rungsmomentes über den Hochspannungsschaltkreis (26) kompen
siert ist.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung zur Erzeugung ei
nes Schlepp-Momentes um die erste Achse (X) und die Verzöge
rungseinrichtung zur Erzeugung eines Schlepp-Momentes um die
zweite Achse (Y) in einer gemeinsamen Behältereinrichtung auf
genommen sind.
31. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 30,
dadurch gekennzeichnet, daß das Schlepp-Moment um eine der Ach
sen (X, Y) durch ein Torsionsscherfeld erzeugt ist, und das
Schlepp-Moment um die andere Achse (X, Y) durch eine Drosselein
richtung und/oder ein Linear-Scherfeld erzeugt ist.
32. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 31,
dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gelenkteil (2) mit einer
Befestigungseinrichtung versehen ist, zur Befestigung einer Ka
mera.
33. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 32,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Fixiereinrichtung (49) vorge
sehen ist, zur Fixierung wenigstens der Relativposition des
zweiten Gelenkteiles (2) relativ zu dem ersten Gelenkteil (1).
34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß
die Fixiereinrichtung (49) eine Klemmschraubeneinrichtung
und/oder eine Ventileinrichtung insbesondere eine elektromagne
tisch betätigbare Ventilschiebereinrichtung aufweist.
35. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 34,
dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil (3) mit einer Stativ-
oder Träger-Befestigungseinrichtung versehen ist, zur Befesti
gung des Basisteiles (3) an einem Stativ oder an einer Träge
reinrichtung.
36. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 35,
dadurch gekennzeichnet, daß daß der Hochspannungsschaltkreis in
das Basisteil (3) oder das erste Gelenkteil (1), oder das zwei
te Gelenkteil (2) integriert ist.
37. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 36,
dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des ersten Gelenkteiles
(1) eine Schleifkontakteinrichtung (18) vorgesehen ist, zur
Spannungsversorgung einer zur Steuerung eines Schleppmomentes
um die zweite Achse (Y) vorgesehenen Elektrodeneinrichtung.
38. Verfahren zur Steuerung des dynamischen Führungsverhaltens
einer Verfolgegelenkvorrichtung mit den Schritten:
Erfassen eines Soll-Verzögerungsmomentes um eine erste Achse,
Erfassen eines Soll-Verzögerungsmomentes um eine zweite Achse quer zur ersten Achse,
Einstellen der Viskosität eines in einer Verzögerungseinrich tung aufgenommenen, hinsichtlich seines Fließverhaltens verän derbaren elektrorheologischen Fluides jeweils nach Maßgabe des erfassten Soll-Verzögerungsmomentes derart, daß die Verzöge rungseinrichtung ein Schleppmoment um die erste oder die zweite Achse erzeugt, das weitgehend dem jeweiligen Soll- Verzögerungsmoment entspricht, wobei zur Änderung des Fließver haltens des elektrorheologischen Fluides an dieses ein elektri sches Feld angelegt wird, dessen Polarität mit einer Potential wechselfrequenz im Bereich von 1 bis 50 Hz wechselt.
Erfassen eines Soll-Verzögerungsmomentes um eine erste Achse,
Erfassen eines Soll-Verzögerungsmomentes um eine zweite Achse quer zur ersten Achse,
Einstellen der Viskosität eines in einer Verzögerungseinrich tung aufgenommenen, hinsichtlich seines Fließverhaltens verän derbaren elektrorheologischen Fluides jeweils nach Maßgabe des erfassten Soll-Verzögerungsmomentes derart, daß die Verzöge rungseinrichtung ein Schleppmoment um die erste oder die zweite Achse erzeugt, das weitgehend dem jeweiligen Soll- Verzögerungsmoment entspricht, wobei zur Änderung des Fließver haltens des elektrorheologischen Fluides an dieses ein elektri sches Feld angelegt wird, dessen Polarität mit einer Potential wechselfrequenz im Bereich von 1 bis 50 Hz wechselt.
39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Einstellung der Viskosität des Fluides die Temperatur des
Fluides erfasst wird.
40. Verfahren nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet,
daß das jeweilige Soll-Verzögerungsmoment aus einem Kennfeld
ermittelt wird.
Priority Applications (3)
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DE19821287A DE19821287C2 (de) | 1997-05-12 | 1998-05-12 | Verfolgegelenkvorrichtung und Verfahren zur Steuerung des dynanischen Führunsverhaltens derselben |
EP98120741A EP0959266A3 (de) | 1998-05-12 | 1998-11-02 | Verfolgegelenkvorrichtung |
EP99109517A EP0957283A3 (de) | 1998-05-12 | 1999-05-12 | Verfolgegelenkvorrichtung |
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DE29708431 | 1997-05-12 | ||
DE19821287A DE19821287C2 (de) | 1997-05-12 | 1998-05-12 | Verfolgegelenkvorrichtung und Verfahren zur Steuerung des dynanischen Führunsverhaltens derselben |
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DE19821287A1 DE19821287A1 (de) | 1999-02-04 |
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DE19821287A Expired - Fee Related DE19821287C2 (de) | 1997-05-12 | 1998-05-12 | Verfolgegelenkvorrichtung und Verfahren zur Steuerung des dynanischen Führunsverhaltens derselben |
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US2717138A (en) * | 1954-04-22 | 1955-09-06 | Arcturus Mfg Corp | Hydraulic camera mount |
DE4033398A1 (de) * | 1989-10-20 | 1991-05-23 | Q Co Industries | Gelenkkopf fuer eine kamera oder dergleichen |
WO1995010728A1 (en) * | 1993-10-14 | 1995-04-20 | Vinten Group Plc | Improvements in or relating to apparatus mountings providing at least one axis of movement with damping |
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1998
- 1998-05-12 DE DE19821287A patent/DE19821287C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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DE19821287A1 (de) | 1999-02-04 |
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