Die Erfindung betrifft eine Schleifringeinheit mit
einer daran angeschlossenen Leiterplatte gemäß dem Anspruch 1 und fernbedientes
Kamerasystem gemäß dem Anspruch
5.The invention relates to a slip ring unit
an attached circuit board according to claim 1 and remote control
Camera system according to the claim
5th
Schleifringe werden in vielen technischen Gebieten
eingesetzt, um elektrische Signale oder elektrische Leistung von
einer ortsfesten auf eine sich drehende elektrische Einheit zu übertragen.
Beispielsweise werden Schleifringe für den Betrieb von fernbedienten
Kameras verwendet. In diesem Anwendungsfall müssen elektrische Signale von
der schwenkbaren Kamera zur Auswerteelektronik übertragen werden und darüber hinaus
auch noch elektrische Leistung und Signale zum Betrieb von Antrieben,
etwa für
eine Zoomverstellung oder einem elektrischen Schwenkantrieb. Ebenso
werden Schleifringe auch im Zusammenhang mit anderen elektrischen Einrichtungen
beispielsweise drehbare Scheinwerfer, Lasereinrichtungen oder Roboterbauteile
verwendet.Slip rings are used in many technical fields
used to detect electrical signals or electrical power from
to transfer a stationary to a rotating electrical unit.
For example, slip rings are used for the operation of remotely operated
Cameras used. In this application, electrical signals from
the swiveling camera can be transmitted to the evaluation electronics and beyond
also electrical power and signals for operating drives,
about for
a zoom adjustment or an electric swivel drive. As well
slip rings are also used in connection with other electrical devices
for example rotatable headlights, laser devices or robot components
used.
In der Patenschrift US 3042998 ist eine Schleifringbauweise
gezeigt, bei der die Drähte
des Schleifringrotors in Nuten geführt sind, welche sich in Axialrichtung
erstrecken und deren Abstände
in Umfangsrichtung ein gleichmäßiges Teilungsmaß aufweisen.
Durch diese Führung
ragen die Anschlussenden der Drähte
geordnet und mit gleichmäßigen Versatz
entlang des Rotorumfanges aus dem Schleifring heraus. Auf die Verwendung
einer Leiterplatte wird in dieser Schrift nicht eingegangen.In the patent US 3042998 A slip ring construction is shown, in which the wires of the slip ring rotor are guided in grooves which extend in the axial direction and whose spacings have a uniform pitch in the circumferential direction. Through this guide, the connection ends of the wires protrude from the slip ring in an orderly manner and with a uniform offset along the rotor circumference. This document does not deal with the use of a printed circuit board.
Die Schrift US 5231374 offenbart eine Schleifringanordnung,
bei der im Gehäuse
der eigentlichen Schleifringeinheit eine Leiterplatte untergebracht
ist. Diese Leiterplatte dient im Wesentlichen zur Signalverstärkung innerhalb
der Schleifringeinheit. Die interne Leiterplatte kann in dieser
Patentveröffentlichung
kein Drehmoment übertragen,
weil dort für
diese Funktion ein entsprechendes Gehäuse vorgesehen ist. Darüber hinaus
ist in dieser Patentveröffentlichung
keine geordnete Führung,
im Sinne einer funktionsbezogenen örtlichen Zuordnung, der Anschlussdrähte zur
Leiterplatte gezeigt.The font US 5231374 discloses a slip ring arrangement in which a circuit board is accommodated in the housing of the actual slip ring unit. This circuit board essentially serves for signal amplification within the slip ring unit. In this patent publication, the internal circuit board cannot transmit any torque, because a corresponding housing is provided there for this function. In addition, this patent publication does not show any orderly routing, in the sense of a function-related local assignment, of the connecting wires to the printed circuit board.
In der US
4870311 wird ein drahtloser Schleifring offenbart, bei
dem statt der Drähte
in der Schleifringeinheit Leiterbahnen auf Leiterplatten verwendet
werden. Die Leiterplatten, welche in dieser Schrift allesamt innerhalb
der Schleifringeinheit sind, werden an flexible Kabel angeschlossen,
welche die Verbindung zu externen Geräten gewährleisten. Es ist ein Flansch
vorgesehen, welcher an dem rotierendem Körper befestigt wird und zur
entsprechenden Drehmomenteinleitung dient.In the US 4870311 discloses a wireless slip ring in which conductor tracks on printed circuit boards are used instead of the wires in the slip ring unit. The printed circuit boards, all of which are within the slip ring unit in this document, are connected to flexible cables which ensure the connection to external devices. A flange is provided which is fastened to the rotating body and is used for the corresponding introduction of torque.
Die bekannten Vorrichtungen weisen
den Nachteil auf, dass das für
die Relativbewegung zwischen dem Rotor und dem Stator erforderliche
Drehmoment über
ein separates mechanisches Mittel aufgebracht wird, welches zusätzlich zur
bereits vorhandenen Leiterplatte vorgesehen werden muss. Gerade
bei den Schleifringeinheiten, die in großen Stückzahlen hergestellt werden,
ist es notwendig eine materialsparende Konstruktion zu erreichen
die überdies
möglichst
wenig Bauteile erfordert.The known devices have
the disadvantage of that for
the relative movement required between the rotor and the stator
Torque above
a separate mechanical means is applied, which in addition to
existing PCB must be provided. Just
for slip ring units, which are manufactured in large quantities,
it is necessary to achieve a material-saving construction
the moreover
preferably
requires few components.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, eine Schleifringeinheit mit einer Leiterplatte zu ermöglichen
bzw. ein Kamerasystem zu schaffen, welches sich durch eine einfache
und kostengünstige Bauweise
auszeichnet.The invention is therefore the object
to enable a slip ring unit with a circuit board
or to create a camera system that is simple
and inexpensive construction
distinguished.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch
1 oder gemäß dem Anspruch
5 gelöst.This object is achieved by a device according to claim
1 or according to the claim
5 solved.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
beziehungsweise des erfindungsgemäßen Kamerasystems ergeben sich aus
den Maßnahmen
in den von Anspruch 1 abhängigen
Ansprüchen,
beziehungsweise den von Anspruch 5 abhängigen Ansprüchen.Advantageous embodiments of the device according to the invention
or the camera system according to the invention result from
the measures
dependent on claim 1
claims,
or the claims dependent on claim 5.
Unter einer Schleifringeinheit ist
eine Vorrichtung zu verstehen, die aus einem Rotor und einem Stator
besteht und Anschlussdrähte
aufweist, die innerhalb des Schleifringes im Wesentlichen in axialer
Richtung geführt
werden und jeweils in elektrischem Kontakt zu stator- und rotorseitigen
Schleifkontakten stehen. Die Anschlussdrähte können entweder als massive Kabel
oder als Litzen, die aus mehreren verdrehten Einzeldrähten bestehen
ausgeführt
sein. Üblicherweise
sind die Anschlussdrähte von
einer Isolierschicht umgeben, die im Bereich der Anschlussdrahtenden
häufig
entfernt wird. Als weitere Bestandteile der Schleifringeinheit sind
die oben genannten Schleifkontakte (etwa Ringe und dazu passende
angefederte Drahtstücke)
zu nennen, welche im Betrieb des Schleifringes in Gleitkontakt stehen
und den elektrischen Strom übertragen.
Insbesondere sind im folgenden Schleifringeinheiten gemeint, bei
denen der Rotor und Stator eine im Wesentlichen zylindrische beziehungsweise
hohlzylindrische Form aufweisen.Is under a slip ring unit
to understand a device consisting of a rotor and a stator
exists and connecting wires
has that within the slip ring essentially in axial
Direction
and are in electrical contact with the stator and rotor
There are sliding contacts. The connecting wires can either be as solid cables
or as strands consisting of several twisted individual wires
accomplished
his. Usually
are the connecting wires from
surrounded by an insulating layer that ends in the area of the connecting wire
frequently
Will get removed. Other components of the slip ring unit are
the above-mentioned sliding contacts (such as rings and matching ones
spring-loaded wire pieces)
to be mentioned, which are in sliding contact during operation of the slip ring
and transmit the electric current.
In particular, the following are meant slip ring units, at
which the rotor and stator are essentially cylindrical respectively
have a hollow cylindrical shape.
Im folgenden sind unter der Bezeichnung elektrischer
Strom sowohl elektrische Signale, als auch elektrischer Strom zur Übertragung
von Leistung beziehungsweise Energie zu verstehen.The following are called electrical
Electricity both electrical signals and electricity for transmission
understanding of performance or energy.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil
besteht darin, dass durch die neue Vorrichtung die Anzahl der Bauteile
für eine
Schleifringeinheit mit einer Leiterplatte reduziert wird. Auf diese
Weise wird die gesamte Konstruktion wesentlich vereinfacht und eine materialsparendere
Bauweise dieser Vorrichtung ermöglicht,
wodurch letztlich auch eine kostengünstige technische Lösung erzielt
wird. Andererseits ist der Aufwand für die Montage beziehungsweise
für den Zusammenbau
der erfindungsgemäßen Vorrichtung vergleichsweise
gering. Darüber
hinaus wird durch die erfindungsgemäße Anordnung eine überaus kleine
Bautiefe der Schleifringeinheit mit dem dazugehörigen mechanischen Anschluss
erreicht.The advantage achieved with the invention
is that the new device, the number of components
for one
Slip ring unit with a circuit board is reduced. To this
In this way, the entire construction is significantly simplified and a material-saving one
Construction of this device enables
which ultimately also results in an inexpensive technical solution
becomes. On the other hand, the effort for assembly or
for assembly
the device according to the invention comparatively
low. About that
in addition, the arrangement according to the invention makes it extremely small
Construction depth of the slip ring unit with the associated mechanical connection
reached.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass
die Leiterplatte nicht nur die elektrischen Ströme, sondern auch das Drehmoment überträgt, welches
für die
Relativbewegung zwischen Rotor und Stator aufgebracht werden muss.The invention is based on the idea that the printed circuit board transmits not only the electrical currents but also the torque which is necessary for the relative movement between the rotor and Stator must be applied.
Darüber hinaus sind mit Vorteil
die Anschlussdrähte,
welche aus der Schleifringeinheit geführt werden so geordnet, dass
deren Funktion mit der jeweili gen Anschlussdrahtposition korreliert,
so dass eine Leiterplatte mit entsprechendem Anschlussmuster einfach
und sicher richtig an die Schleifringeinheit angeschlossen werden
kann. Dadurch kann der Verbindungsprozess zwischen den Anschlussdrähten und
der Leiterplatte voll- oder teilautomatisch durchgeführt werden.They are also an advantage
the connecting wires,
which are led out of the slip ring unit in such a way that
whose function correlates with the respective connecting wire position,
so that a circuit board with appropriate connection pattern is easy
and safely connected to the slip ring unit
can. This enables the connection process between the connecting wires and
the circuit board can be carried out fully or partially automatically.
Ein mögliches Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.A possible embodiment
the invention is explained in more detail with reference to the drawings.
Es zeigt:It shows:
1 eine
Explosionszeichnung einer Schleifringeinheit mit einer Leiterplatte
und einer ortfesten Platine als Bestandteil einer Schwenkvorrichtung
einer fernbedienten Kamera; 1 an exploded view of a slip ring unit with a circuit board and a fixed board as part of a swivel device of a remote-controlled camera;
2 eine
Draufsicht auf eine Schleifringeinheit mit einer Leiterplatte; 2 a plan view of a slip ring unit with a circuit board;
3 eine
Explosionszeichnung einer Schleifringeinheit mit einer Leiterplatte
und einer ortfesten Platine. 3 an exploded view of a slip ring unit with a circuit board and a fixed board.
In der 1 ist
eine Explosionszeichnung gezeigt, aus welcher die Anwendung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
für den
Betrieb einer fernbedienten Kamera 4 deutlich wird. Der Übersichtlichkeit halber
wurde in dieser Figur auf die Darstellung der Kabelverbindungen
verzichtet. Ebenso ist in dieser Figur die Fernbedienung beziehungsweise
Fernsteuerung des Kippantriebes 5 und des Schwenkantriebes 6 sowie
der Kamera 4 nicht dargestellt.In the 1 is shown an exploded view from which the application of the device according to the invention for the operation of a remote camera 4 becomes clear. For the sake of clarity, the illustration of the cable connections has been omitted in this figure. Likewise in this figure is the remote control or remote control of the tilt drive 5 and the rotary actuator 6 as well as the camera 4 not shown.
Auf einer ortsfesten Platine 3 sind
im wesentlichen zwei elektronische Funktionsgruppen untergebracht,
die für
den ordnungsgemäßen Betrieb
einer fernbedienten Kamera 4 benötigt werden (Die Funktionsgruppen
sind in den Figuren nicht näher
dargestellt). Die erste Funktionsgruppe umfasst elektronische Bausteile,
die für
die Ansteuerung des Kippantriebes 5 und für die Zoomverstellung
der Kamera 4 bestimmt sind. Die andere Funktionsgruppe
nimmt die elektronischen Signale auf, welche die optische Informa tion
aus der Kamera 4 enthalten, und bereitet diese zu einem
herkömmlichen
Videosignalformat auf.On a stationary board 3 are essentially two electronic function groups, which are necessary for the proper operation of a remote-controlled camera 4 are required (the function groups are not shown in the figures). The first function group includes electronic components that are used to control the tilt drive 5 and for the zoom adjustment of the camera 4 are determined. The other function group takes on the electronic signals, which the optical information from the camera 4 included, and prepares them into a conventional video signal format.
Die elektrischen Ströme für den Betrieb
der fernbedienten Kamera 4, werden über eine Buchse 3.1 auf
der ortsfesten Platine 3 geleitet. Die Schleifringeinheit 2 weist
einen zweireihigen Stecker 2.4 auf, der in die Buchse 3.1 gesteckt
wird. Die Steckverbindung zwischen dem Stecker 2.4 und
der Buchse 3.1 ist so stabil ausgeführt, dass diese auch als Drehmomentstütze im Betrieb
der Schleifringeinheit 2 dient. Darüber hinaus sind durch die mechanische Stabilität der Steckverbindung
ansonsten keine weiteren mechanischen Bauteile zur Befestigung oder Sicherung
der Schleifringeinheit 2 an der ortfesten Platine 3 notwendig.
Durch die Verwendung der Steckverbindung ist auch eine leichte Demontage der
Schleifringeinheit 2 von der ortsfesten Platine 3 möglich. Zu
diesem Zweck ist auch die Innenseite eines Schwenklagers 7.2 so
ausgeführt,
dass der Stator 2.3 durch einfaches Einstecken in das Schwenklager 7.2 fixiert
ist.The electrical currents for the operation of the remote-controlled camera 4 , are via a socket 3.1 on the stationary board 3 directed. The slip ring unit 2 has a two-row connector 2.4 on that in the jack 3.1 is stuck. The plug connection between the plug 2.4 and the socket 3.1 is so stable that it can also be used as a torque arm during operation of the slip ring unit 2 serves. In addition, the mechanical stability of the plug connection means that there are no other mechanical components for fastening or securing the slip ring unit 2 on the fixed circuit board 3 necessary. The use of the plug connection also makes it easy to disassemble the slip ring unit 2 from the stationary board 3 possible. The inside of a swivel bearing is also used for this purpose 7.2 designed so that the stator 2.3 by simply inserting it into the swivel bearing 7.2 is fixed.
Vom Stecker 2.4 ausgehend,
verlaufen im Inneren des Stators 2.3 der Schleifringeinheit 2 Leitungsdrähte zu Schleifkontakten. Über diese
Schleifkontakte innerhalb der Schleifringeinheit 2 wird
ein elektrischer Stromfluss zum Rotor 2.2 ermöglicht.
Die rotorseitigen Schleifkontakte sind mit Anschlussdrähten 2.1 in
elektrischem Kontakt. Die Anschlussdrähte 2.1 werden im
Inneren der Schleifringeinheit 2 achsparallel zum Rotor 2.2 nach
außen
geführt.
Dabei ist der Rotor 2.2 durch Nuten 2.5 (in 3) in axialer Richtung derart
gestaltet, dass die Anschlussdrähte 2.1 geordnet
entsprechend ihrer Funktion, beziehungsweise entsprechend dem zu übertragenden Strom
nach einem vorgegebenen Muster angeordnet sind. Das heisst, dass
bei einer fertig montierten Schleifringeinheit 2 jedem
Anschlussdraht 2.1, gemäß seiner
Funktion, eine bestimmte Position am Umfang des Rotors 2.2 zugeordnet
ist. Für
die Gestaltung des Rotors 2.2 sei an dieser Stelle auch
auf den Offenbarungsgehalt der US
3042998 hingewiesen, insbesondere auf die 1 in der US
3042998 .From the plug 2.4 outgoing, run inside the stator 2.3 the slip ring unit 2 Lead wires to sliding contacts. About these sliding contacts within the slip ring unit 2 becomes an electrical current flow to the rotor 2.2 allows. The rotor-side sliding contacts are with connecting wires 2.1 in electrical contact. The connecting wires 2.1 are inside the slip ring unit 2 axially parallel to the rotor 2.2 led to the outside. Here is the rotor 2.2 through grooves 2.5 (in 3 ) designed in the axial direction so that the connecting wires 2.1 arranged according to their function or according to the current to be transmitted according to a predetermined pattern. This means that with a completely assembled slip ring unit 2 every connecting wire 2.1 , according to its function, a certain position on the circumference of the rotor 2.2 assigned. For the design of the rotor 2.2 At this point, I would also like to point out the disclosure content of the US 3042998 pointed out, in particular to the 1 in the US 3042998 ,
Die Anschlussdrähte 2.1 werden mit
Hilfe einer Durchsteckkontaktierung mit Verbindungsstellen 1.1 (siehe 2) einer Leiterplatte 1 verlötet. Die Ver bindungsstellen 1.1 der
Leiterplatte 1 stellen das Gegenstück zu der oben genannten Anordnung
der Anschlussdrähte 2.1 dar.
Die Verbindungsstellen 1.1 weisen demnach das gleiche Muster,
also die gleiche geometrische Anordnung, wie die Enden der Anschlussdrähte 2.1 auf.
Der Zusammenbau der Leiterplatte 1 mit der Schleifringeinheit 2 wird
im ersten Schritt nur durch Zusammenstecken der Leiterplatte 1 mit
den Anschlussdrähten 2.1 vorgenommen
und zwar derart, dass die Anschlussdrähte 2.1 durch die Löcher der
Verbindungsstellen 1.1 geführt werden. Es muss also in
diesem Stadium der Montage keine Sortierung der Anschlussdrähte 2.1 für eine entsprechende
Zuordnung zur jeweiligen Verbindungsstelle 1.1 vorgenommen
werden. Dadurch ergibt sich eine nicht unerhebliche Zeitersparnis
bei der Montage und gleichzeitig werden Fehler durch eine falsche
Zuordnung praktisch ausgeschlossen.The connecting wires 2.1 are made using a push-through contact with connection points 1.1 (please refer 2 ) a circuit board 1 soldered. The connection points 1.1 the circuit board 1 represent the counterpart to the above-mentioned arrangement of the connecting wires 2.1 The connection points 1.1 therefore have the same pattern, that is, the same geometric arrangement as the ends of the connecting wires 2.1 on. Assembling the circuit board 1 with the slip ring unit 2 is in the first step only by plugging the circuit board together 1 with the connecting wires 2.1 made in such a way that the connecting wires 2.1 through the holes in the joints 1.1 be performed. So there is no need to sort the connection wires at this stage of assembly 2.1 for a corresponding assignment to the respective connection point 1.1 be made. This results in a not inconsiderable time saving during assembly and at the same time errors due to incorrect assignment are practically excluded.
Im Anschluss an das Aufstecken der
Leiterplatte 1 auf die Enden der Anschlussdrähte 2.1 wird eine
Verlötung
der Anschlussdrähte 2.1 mit
den Verbindungsstellen 1.1 gemäß den üblichen Techniken zur Herstellung
von Durchsteckkontaktierungen vorgenommen.After plugging in the circuit board 1 on the ends of the connecting wires 2.1 becomes a soldering of the connection wires 2.1 with the connection points 1.1 made according to the usual techniques for the production of push-through contacts.
Alternativ hierzu können auch
die Enden der Anschlussdrähte 2.1 mit
den Verbindungsstellen 1.1 an der Oberfläche der
Leiterplatte 1 nach einem SMD-Kontaktierungsvertahren verlötet werden.Alternatively, the ends of the connecting wires can also be used 2.1 with the connection points 1.1 on the surface of the circuit board 1 are soldered after an SMD contacting process.
Nach erfolgter Verlötung der
Anschlussdrähte 2.1 mit
den Verbindungsstellen 1.1 der Leiterplatte 1 wird
im Bereich der Lötverbindung
eine Epoxydharzmasse aufgebracht, die nach kurzer Zeit aushärtet und
dann der gesamten Verbindung zwischen Rotor 2.2 und Leiterplatte 1 eine
höhere
Festigkeit verleiht. Sofern die Verlötung selbst eine ausreichende Kraftübertragung
und Dauerfestigkeit für
den jeweiligen Einsatzfall gewährleistet,
kann zur Vereinfachung des Montageprozesses und zur Kostenreduzierung
auf den Epoxydharzverguss verzichtet werden.After the connection wires have been soldered 2.1 with the connection points 1.1 the circuit board 1 an epoxy resin compound is applied in the area of the solder joint, which hardens after a short time tet and then the entire connection between the rotor 2.2 and circuit board 1 gives a higher strength. If the soldering itself ensures sufficient power transmission and fatigue strength for the respective application, the epoxy resin potting can be dispensed with to simplify the assembly process and to reduce costs.
Die Leiterplatte 1 umfasst
neben den bereits erwähnten
Verbindungsstellen 1.1 zum Rotor ein Trägersubstrat 1.2 und
Leiterbahnen 1.3 (siehe 2 und 3). Der Werkstoff aus welchem
das Trägersubstrat 1.2 hergestellt
ist, ist ein glasfaserverstärktes
Epoxydharz mit der Typenbezeichnung FR4 und ist somit vergleichsweise
biegesteif. Die Leiterbahnen 1.3 bestehen aus Kupfer, welches
mit einer Schichtdicke von etwa 35 μm auf das Trägersubstrat 1.2 aufgetragen
wurde. Die den Verbindungsstellen 1.1 gegenüber liegenden
Leiterbahnenden 1.5 werden an einen sogenannten FFC-Stecker
(FFC bedeutet Flexible Flat Cable) angelötet. Das entsprechende Flachkabel
bildet dann eine Verbindung zwischen Leiterplatte 1 und
der Kamera 4. Die anderen Leiterbahnenden 1.6 werden
mit dem Kippantrieb 5 elektrisch verbunden.The circuit board 1 includes in addition to the already mentioned connection points 1.1 a carrier substrate to the rotor 1.2 and conductor tracks 1.3 (please refer 2 and 3 ). The material from which the carrier substrate 1.2 is a glass fiber reinforced epoxy resin with the type designation FR4 and is therefore comparatively rigid. The conductor tracks 1.3 consist of copper, which has a layer thickness of about 35 μm on the carrier substrate 1.2 was applied. The the connection points 1.1 opposite conductor track ends 1.5 are soldered to a so-called FFC connector (FFC means Flexible Flat Cable). The corresponding flat cable then forms a connection between the printed circuit board 1 and the camera 4 , The other conductor ends 1.6 are with the tilt drive 5 electrically connected.
Mit der oben beschriebenen Anordnung kann
also elektrischer Strom von der ortsfesten Platine 3 auf
die rotierende Leiterplatte 1 übertragen werden, welche in
diesem Beispiel mit der drehbaren elektronischen Kamera 4 in
Kontakt ist. Dabei werden über
die verschiedenen Leiterbahnen 1.3 sowohl Bildsignale als
auch elektrische Leistung für
den Kippantrieb 5 der Kamera 4 übertragen.With the arrangement described above, electrical current can thus be drawn from the fixed circuit board 3 on the rotating circuit board 1 transmitted, which in this example with the rotatable electronic camera 4 is in contact. In doing so, the different conductor tracks 1.3 both image signals and electrical power for the tilt drive 5 the camera 4 transfer.
Die Schwenkbewegung der Schwenkplattform 7 und
damit auch der Kamera 4 wird durch einen Schwenkantrieb 6 hervorgerufen.
Auf der Schwenkplattform 7 ist der Kippantrieb 5 befestigt.
Am Gehäuse
des Kippantriebes 5 ist eine abtriebsseitige Riemenscheibe 4.1 drehbar
gelagert, die über
eine Halterung 4.2 drehfest mit der Kamera 4 verbunden
ist. Entsprechend ist an der Welle des Kippantriebes 5 eine
Antriebsriemenscheibe 5.1 vorgesehen. Der Riemen für das oben
genannte Riemengetriebe ist der Übersichtlichkeit
halber in der 1 nicht
dargestellt. Darüber
hinaus befinden sich auf der Schwenkplattform 7 zwei Mitnehmerstifte 7.1.
Diese Mitnehmerstifte 7.1 leiten das für die Relativbewegung zwischen
Rotor 2.2 und Stator 2.3 erforderliche Drehmoment
in die Schleifringeinheit 2 ein. Dieses Drehmoment entsteht
durch die unvermeidlichen Reibungseffekte innerhalb der Schleifringeinheit 2,
insbesondere zwischen Rotor 2.2 und Stator 2.3.
Die Mitnehmerstifte 7.1 sollen das Drehmoment bei einem Wechsel
der Schwenkrichtung möglichst
spielarm in die Leiterplatte 1 einleiten. Aus diesem Grund
sind diese Mitnehmerstifte 7.1 aus einem Elastomermaterial
hergestellt, so dass die Leiterplatte 1 unter elastischer
Verformung der beiden Mitnehmerstifte 7.1 eingebaut ist
und beide Mitnehmerstifte 7.1 vorgespannt in Kontakt zur
Leiterplatte 1 sind.The swivel movement of the swivel platform 7 and with it the camera 4 is by a rotary actuator 6 caused. On the swivel platform 7 is the tilt drive 5 attached. On the housing of the tilt drive 5 is a driven pulley 4.1 rotatably supported by a bracket 4.2 rotatable with the camera 4 connected is. Correspondingly, on the shaft of the tilt drive 5 a drive pulley 5.1 intended. The belt for the belt transmission mentioned above is in the for the sake of clarity 1 not shown. In addition, there are on the swivel platform 7 two driving pins 7.1 , These drive pins 7.1 direct that for the relative movement between rotor 2.2 and stator 2.3 required torque in the slip ring unit 2 on. This torque arises from the inevitable friction effects within the slip ring unit 2 , especially between the rotor 2.2 and stator 2.3 , The driving pins 7.1 the torque should be as little play in the circuit board when changing the swivel direction 1 initiate. For this reason, these are driving pins 7.1 Made from an elastomeric material so that the circuit board 1 with elastic deformation of the two driving pins 7.1 is installed and both drive pins 7.1 preloaded in contact with the circuit board 1 are.
Alternativ hierzu kann natürlich auch
eine andere Ausführung
für eine
Anfederung zur Gewährleistung
einer spielfreien Ankoppelung, etwa die Verwendung von einer oder
mehreren Blattfedern herangezogen werden.Alternatively, of course, can also
another version
for one
Spring to guarantee
a backlash-free coupling, such as the use of one or
several leaf springs can be used.
Die oben beschriebene Drehmomenteinleitung
erlaubt eine Relativbewegung zwischen der Leiterplatte 1 und
der Mitnehmerstifte 7.1 in radialer Richtung. Auf diese
Weise können
fertigungsbedingte Exzentrizitäten
zwischen der Schwenkplattform 7 und der Schleifringeinheit 2 ausgeglichen
werden.The torque introduction described above allows a relative movement between the circuit board 1 and the driving pins 7.1 in the radial direction. In this way, manufacturing-related eccentricities between the swivel platform 7 and the slip ring unit 2 be balanced.
In der 2 ist
eine Draufsicht auf die Leiterplatte 1 und die Schleifringeinheit 2 gezeigt.
Auf die Darstellung der ortsfesten Platine 3 wurde in der 2 verzichtet. In dieser
Figur ist zu sehen, wie die Enden der Anschlussdrähte 2.1 auf
dem Umfang eines gedachten Kreises angeordnet sind. Dazu entsprechend
sind die Verbindungsstellen 1.1 auf der Leiterplatte 1 positioniert.
Dadurch, dass die Enden der Anschlussdrähte 2.1 nicht über den
ganzen Umfang aufgereiht sind, sondern nur in einem Bereich von
etwa 270°,
ist ausgeschlossen, dass die Leiterplatte 1 mit den oben
liegenden Leiterbahnen 1.3 falsch auf die Anschlussdrähte 2.1 aufgesteckt
werden kann.In the 2 is a top view of the circuit board 1 and the slip ring unit 2 shown. On the representation of the stationary board 3 was in the 2 waived. In this figure you can see how the ends of the connecting wires 2.1 are arranged on the circumference of an imaginary circle. The connection points are corresponding to this 1.1 on the circuit board 1 positioned. By making the ends of the lead wires 2.1 are not lined up over the entire circumference, but only in an area of about 270 °, that the circuit board is excluded 1 with the conductor tracks on top 1.3 wrong on the lead wires 2.1 can be plugged on.
Für
den Fall, dass die Leiterplatte 1 mit einem SMD-Kontaktierungsverfahren
mit der Schleifringeinheit 2 verbunden wird, werden Stifte
oder Führungen
vorgesehen, die ein passgenaues Aufsetzten der Leiterplatte 1 auf
die Enden der Anschlussdrähte 2.1 ohne
langwierige Justiermaßnahmen
gewährleisten.In the event that the circuit board 1 with an SMD contacting process with the slip ring unit 2 is connected, pins or guides are provided that fit the printed circuit board precisely 1 on the ends of the connecting wires 2.1 guarantee without lengthy adjustment measures.
Alternativ zur Anbindung der Leiterplatte 1 mit
der Schleifringeinheit 2 mittels einer Lötverbindung
mit optionalem Epoxydharzverguss kann durch den Rotor 2.2 selbst
auch eine Kraft- oder Formschlussverbindung zwischen Rotor 2.2 und
Leiterplatte 1 erreicht werden. Insbesondere für eine Formschlussverbindung
sollte dabei der Kunststoffkörper des
Rotors 2.2 so gestaltet sein, dass dessen Ende (wie die
Anschlussdrähte 2.1 auch)
aus der Schleifringeinheit 2 herausragt und mit einer geeignet
geformten Perforierung 1.4 der Leiterplatte 1 eine
formschlüssige
Verbindung mit dem Kunststoffkörper
des Rotors 2.2 bildet. Für diese Variante sollte die
Perforierung
1.4, abweichend von den Figuren, keine Kreisform
aufweisen, so dass durch einen entsprechend dazu passenden Querschnitt
des Kunststoffkörpers
des Rotors 2.2 eine drehfeste Verbindung zwischen Rotor 2.2 und
Stator 2.3 hergestellt wird. Bevorzugt wird diese Verbindung
derart ausgeführt, dass
bei Beachtung der Oberseite der Leiterplatte 1 kein falsches
Einsetzten der Leiterplatte 1 auf den Rotor 2.2 möglich ist.
Geeignete Verbindungselemente für
diesen Zweck können
Passfeder- oder Schlitzverbindungen sein, die möglichst ohne Spiel ausgeführt sind.
Auf den oben genannte Vergussprozess mit Epoxydharz kann gegebenenfalls
verzichtet werden, wenn eine geeignete form- oder reibschlüssige Drehmomentübertragung
gewährleistet
ist.As an alternative to connecting the circuit board 1 with the slip ring unit 2 by means of a solder connection with optional epoxy resin potting can be done by the rotor 2.2 even a non-positive or positive connection between the rotor 2.2 and circuit board 1 can be achieved. The plastic body of the rotor should be used in particular for a positive connection 2.2 be designed so that the end (like the connecting wires 2.1 also) from the slip ring unit 2 protrudes and with a suitably shaped perforation 1.4 the circuit board 1 a positive connection with the plastic body of the rotor 2.2 forms. For this variant, the perforation 1.4 , deviating from the figures, do not have a circular shape, so that through a correspondingly matching cross section of the plastic body of the rotor 2.2 a non-rotatable connection between the rotor 2.2 and stator 2.3 will be produced. This connection is preferably carried out in such a way that when the top of the circuit board is observed 1 no incorrect insertion of the circuit board 1 on the rotor 2.2 is possible. Suitable connecting elements for this purpose can be feather key or slot connections, which are designed without play if possible. The above-mentioned casting process with epoxy resin can be dispensed with if appropriate, suitable or frictional torque transmission is guaranteed.
Das eingeleitete Drehmoment wird
bestimmt aus dem Produkt von der Summe der angreifenden Kräfte und
dem Hebelarm H. Die bezüglich
der Drehbewegung tangential gerichteten Kräfte werden von den Mitnehmerstiften 7.1 eingeleitet.
Der Hebelarm H ist folglich gleich dem Abstand zwischen dem Krafteinleitungspunkt,
also den Berührpunkten
der Mitnehmerstifte 7.1 mit der Leiterplatte 1 und
dem Drehpunkt, entsprechend der Achse das Rotors 2.2 in 2.The torque introduced is determined from the product of the sum of the acting forces and the lever arm H. The forces which are tangential with respect to the rotary movement are determined by the driver pins 7.1 initiated. The lever arm H is consequently equal to the distance between the force introduction point, that is to say the contact points of the driver pins 7.1 with the circuit board 1 and the fulcrum, corresponding to the axis of the rotor 2.2 in 2 ,
Die Leiterbahnen 1.3 werden
von den Verbindungsstellen 1.1 beginnend zunächst in
radialer Richtung geführt,
so dass deren Mindestabstand zueinander nicht unterschritten wird.The conductor tracks 1.3 are from the liaison offices 1.1 starting in the radial direction, so that their minimum distance from each other is not undercut.
Es ist selbstverständlich,
dass auf der Leiterplatte 1 nicht zwingend nur Leiterbahnen 1.3 angeordnet
sein müssen.
Vielmehr kann die Leiterplatte 1 auch mit elektronischen
Bauteilen bestückt
werden, so dass auf diese Weise die Fläche der Leiterplatte 1 gut
ausgenutzt werden kann, was zu einer weiteren Verkleinerung des
gesamten Systems in dem die Schleifringeinheit 2 integriert
ist, beiträgt.It goes without saying that on the circuit board 1 not just conductor tracks 1.3 must be arranged. Rather, the circuit board 1 can also be equipped with electronic components, so that the surface of the circuit board 1 can be exploited, which leads to a further downsizing of the entire system in which the slip ring unit 2 is integrated.
In der 3 sind
eine Leiterplatte 1, eine dazugehörige Schleifringeinheit 2 und
eine ortsfeste Platine 3 in der vorgesehenen relativen
Lage zueinander Hilfe einer Explosionszeichnungsdarstellung gezeigt.
Zur Verdeutlichung der Führung
der Anschlussdrähte 2.1 ist
in der Darstellung die Schleifringanordnung 2 ein Ausbruch
eingezeichnet. Demnach befinden sich die Anschluss drähte 2.1 in
Nuten 2.5, welche in der Mantelfläche des Kunststoffkörpers des Rotors 2.2 achsparallel
zur Schleifringanordnung 2 beziehungsweise zum Rotor 2.2 verlaufen.
Wie bereits oben erwähnt,
kann in diesem Zusammenhang auf den Offenbarungsgehalt der US 3042998 verwiesen werden.In the 3 are a circuit board 1 , an associated slip ring unit 2 and a stationary board 3 shown in the intended relative position to each other with the help of an exploded view. To clarify the routing of the connecting wires 2.1 is the slip ring arrangement in the illustration 2 marked an outbreak. Accordingly, there are the connecting wires 2.1 in grooves 2.5 , which in the outer surface of the plastic body of the rotor 2.2 axially parallel to the slip ring arrangement 2 or to the rotor 2.2 run. As already mentioned above, the disclosure content of the US 3042998 to get expelled.