DE19821287C2 - Verfolgegelenkvorrichtung und Verfahren zur Steuerung des dynanischen Führunsverhaltens derselben - Google Patents

Verfolgegelenkvorrichtung und Verfahren zur Steuerung des dynanischen Führunsverhaltens derselben

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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.
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.
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.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US2717138A (en) * 1954-04-22 1955-09-06 Arcturus Mfg Corp Hydraulic camera mount
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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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