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Vorrichtung zum Gewichtsausgleich einer auf einem schwenk-
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baren Stativkopf befestiqten-Film- oder Fernsehkamera Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Gewichtsausgleich einer auf einem schwenkbaren
Stativkopf befestigten Film- oder Fernsehkamera bei Nickbewegungen, wobei der Stativkopf
einen die Kamera aufnehmenden Rotor und einen Stator und die Ausgleichsvorrichtung
einen zwischen Rotor und Stator wirkenden Kraftspeicher aufweisen, welcher auf den
Rotor ein Rückstellmoment um die Nickachse ausübt.
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Bei Film- oder Fernsehkameras , die auf einem schwenkbaren Stativkopf
befestigt sind, wird durch eine derartige Ausgleichsvorrichtung angestrebt, daß
sich die Kamera in jeder Nickstellung in einer ungefähren Gleichgewichtslage befindet.
Hierdurch wird erreicht, daß die Kamera in dieser Stellung verharrt, ohne daß der
Kameramann Haftekräfte aufbringen muß. Hierdurch werden auch die Schwenkkräfte niedriger
und Über den gesamten Schwenkbereich gleichmäßiger, so daß insgesamt ruhigere Kmerabewegungen
ausgeführt werden können.
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Die einfachste Möglichkeit für einen derartigen Gewichtsausgleich
besteht darin, am Stativkopf um die Nickachse eine in der Rllckstellkraft an dasKameragewicht
angepaßte Schrauben-oder Spiralfeder anzuordnen, die bei Nickbewegungen dem von
der Kamera verursachten Drehmoment entgegenwirkt.
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Anstelle einer Feder wird bei schweren Stativköpfen oftmals ein Drehstab
zum Gewichtsausgleich verwendet, der in dem Stativkopf eingebaut ist.
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Die erwähnten Ausgleichsvorrichtungen aus Federn oder Drehstäben sind
üblicherweise für ein ganz bestimmtes Kameragewicht ausgelegt; um auf ein und demselben
Stativkopf mit Kameras unterschiedlichen Gewichtes arbeiten zu können, sind daher
die bekannten Ausgleichsvorrichtungen auswechselbar. Soll mit einer anderen Kamera
gearbeitet werden, die ein gegenüber der bisher verwendeten Kamera unterschiedliches
Gewicht aufweist. so wird die bisher verwendete Ausgleichsvorrichtung aus dem Stativkopf
ausgebaut und gegen eine neue , auf das Gewicht der jetzt zu verwendenden Kamera
abgestimmte Ausgleichsvorrichtung ausgetauscht.
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Diese Arbeiten sind oftmals umständlich und zeitraubend, so daß zumindest
für Ausgleichsvorrichtungen mit Federn vorgeschlagen worden ist, die Ausgleichsvorrichtung
als selbständige Kassette auszubilden, die mit einer einfachen Spannvorrichtung
mit dem Stativkopf verbunden wird; vgl. DE-PS 27 17 772.
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Unabhängig von dem Aufwand bB der Auswechslung der bekannten Ausgleichsvorrichtungen
arbeiten diese, wie erwähnt, optimal nur für ein bestimmtes Kameragewicht. Wenn
etwa an der gerade verwendeten Kamera ein Objektiv ausgewechselt wird, so kann sich
auch dadurch, insbesondere wenn Objektive mit extremen Brennweiten verwendet werden,
das Gewicht der Kamera ändern.
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Diese Änderungen sind allerdings nicht so groß, daß dadurch die Wirksamkeit
der verwendeten Ausgleichsvorrichtungen stark reduziert würden.
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In der Praxis wird man für Film- und Fernseharbeiten mit drei verschiedenen
Typen von Ausgleichsvorrichtungen auskommen, die
für Profikameras
etwa auf Gewichte von 10, 20 und 30 Kilogramm abgestimmt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausgleichsvorrichtung
der eingangs genannten Art dahin weiter zu entwickeln, daß sie einmal für Kameras
unterschiedlicher Gewichte verwendet und besser an das jeweilige Kameragewicht angepaßt
werden kann.
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Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ausgleichsvorrichtung
Einstellmittel aufweist, um zur Anpassung an unterschiedliche Kameragewichte das
Rückstellmoment zu verändern.
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Vorzugsweise ist mit den Einstellmitteln die für das Rückstellmoment
wirksame Länge des Hebelarmes zwischen Nickachse und Angriffspunkt des Kraftspeichers
verstellbar.
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Gemäß der Erfindung kann demnach mit einem einzigen Kraftspeicher
die Ausgleichsvorrichtung über einen weiten Bereich an Kameras unterschiedlichen
Gewichts dadurch angepaßt werden, daß die Lage des Angriffspunktes des Kraftspeichers
am Stator bzw. Rotor variiert wird. Es wäre zwar auch möglich, allein oder zusätzlich
dazu auch die Federcharakteristik des Kl-1Etspeichers zu verändern; im Falle von
federgestützten Kraftspeichern wärenhier die Einstellwege jedoch zu groß. Jedoch
wäre diese Möglichkeit z.B. bei hydraulischen oder pneumatischen Kraftspeichern
durchaus z.B. durch entsprechende Drosselung des Hydraulik- bzw. Luftflusses in
dem Kraftspeicher durchaus möglich.
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Vorzugsweise weist der Rotor des Stativkopfes zumindest ein mit dem
Kraftspeicher in Kontakt befindliches, zur Einleitung des Rückstellmomentes dienendes
Widerlager auf, dessen Lage relativ zur Nickachse im Sinne einer Veränderung des
Hebelarmes zwischen Nickachse und Kraftspeicher veränderbar ist.
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Um Nickbewegungen der Kamera aus der horizontalen Visierlinle in beiden
Richtungen zu ermöglichen, ist zu beiden Seiten der Nickachse symmetrisch zu dieser
jeweils eine Ausgleichsvorrichtung vorgesehen. Diese beiden Ausgleichsvorrichtungen
sind baulich identisch, wobei dann die Verstellung der Lage der Widerlager , d.h.
die Verstellung der Länge des Hebelarmes vorzugsweise ebenfalls symmetrisch und
gleichzeitig erfolgt.
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Als Kraftspeicher werden vorzugsweise federgestützte Kolben verwendet,
auf deren dem Rotor zugewandten Kolbenflächen ein mit dem Rotor verbundenes und
in seiner Lage relativ zur Nickachse verstellbares Widerlager gleitet, das ständig
in Kontakt mit der Kolbenfläche ist. Bei einer Schwenkung der Kamera um die Nickachse
wandern die Auflagepunkte der Widerlager über die Kolbenfläche entsprechend der
Lage von Nickachse , Kolbenfläche und Auflagepunkten der Widerlager in der Ruhelage
des Stativkopfes zueinander. Durch entsprechende Abstimmung der jeweiligen Ruhelagen
dieser drei Elemente kann erzielt werden, daß sich der für das-Rückstellmoment wirksame
Hebelarm während der Schwenkbewegung gerade im gleichen Sinne ändert wie derwenige,
der für das die Kamera nach unten ziehende Nickmoment verantwortlich ist.
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Die Lage der Widerlager zur Verstellung des Hebelarmes wird z.B. mit
einem Spindelgetriebe eingestellt.
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Eine weitere konstruktiv sehr einfache Lösung besteht darin, bei einem
schwenkbaren Stativkopf zwischen Rotor und Stator Stoßdämpfer, insbesondere Gasdruckfedern
vorzusehen, wobei dann ein Teil der Anlenkpunkte dieser Gasdruckfedern verstellt
werden kann, um den für das Rückstellmoment wirksamen Hebelarm zu verändern. Diese
Verstellung der Anlenkpunkte kann etwa mit dem erwähnten Spindelgetriebe lediglich
am Rotor erfolgen;
zusätzlich oder allein ist jedoch auch eine Verstellung
der Anlenkpunkte am Stator mgglich.
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Bei solchen Gasdruckfedern ist noch der Vorteil gegeben, daß deren
Feder-Dämpfer-Charakteristik ganz spezifisch auf den jeweiligen Anwendefall abgestimmt
werden kann; Gasdruckfedern können z.B. in Zug- und Druckrichtung unterschiedliche
Feder Dämpfer-Charakteristiken aufweisen. Durch Wahl dieser Charakteristik und entsprechende
Wahl der Anlenkpunkte im oben erwähnten Sinne kann ebenfalls erreicht werden, daß
das Kameragewicht bei jeder Nicklage optimal ausgeglichen wird.
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Die Erfindung ist in zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung
näher erläutert. In dieser stellen dar: Figur 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht
eines Teiles eines schwenkbaren Stativkopfes für eine Film- oder Fernsehkamera mit
einer Vorrichtung zum Ausgleich des Kameragewichtes gemäß der Erfindung; Figur 2
eine teilweise geschnittene Vorderansicht des Stativkopfes aus F,igur 1; Figur 3
eine schematische Seitenansicht eines Stativkopfes mit einer Ausgleichsvorrichtung
gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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Ein schwenkbarer Stativkopf 1 für eine hier nur angedeutete Film-
oder Fernsehkamera 2 weist einen oberen und einen unteren Schwenkteil 3 bzw. 4 auf.
Das Gehäuse des unteren Schwenkteils ist als Halbkugel 5 ausgebildet, die in üblicherweise
in ein hier nicht dargestelltes Stativ eingesetzt und dort befestigt wird. In der
Halbkugel 5 ist eine vertikal verlaufende Welle 6 gelagert, um die der obere Schwenkteil
4 insgesamt verschwenkt werden kann. Dieser obere Schwenkteil 4 ist aus einem Stator
7 und einem Rotor 8 zusammengesetzt, wobei der Rotor 8 gegenüber dem Stator 7 um
eine in Figur 2
angedeutete horizontale Welle 9 mit der Nickachse
9' (Figur 1) verschwenkt werden kann.
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Der Stator 7 hat eine kuppelartige Form und wird vom Rotor 8 hufeisenförmig
umgriffen, wie dieses aus Figur 2 hervorgeht.
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Auf der in Ruhelage des Rotors horizontalen Oberseite ist die Kamera
2 befestigt.
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Bei Nickbewegungen des Rotors 8 mit der darauf befestigten Kamera
2 um die Nickachse 9' wird von der Kamera ein Nickmoment erzeugt, da deren Schwerpunkt
nicht mit der Nickachse 9' zusammenfällt. Dieses Nickmoment ist abhängig vom gewicht
der Kamera und von dem Abstand des Schwerpunktes der Kamera von der Nickachse in
horizontaler Richtung. Diesem Nickmoment wirkt eine Ausgleichsvorrichtung 10 entgegen,
mit welcher ein Rückstellmoment erzeugt wird, das in der Größe etwa dem Nickmoment
entspricht.
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Die Ausgleichsvorrichtung 10 weist auf seiten des Stators 7 zwei zylindrische
Bohrungen 11 auf, in die jeweils eine Spiralfeder 12 eingesetzt ist, deren Außendurchmesser
etwa dem Innendurchmesser der Bohrungen 11 entspricht. In jede Spiralfeder 12 ist
ein Kolben 13 eingesetzt, dessen Kolbenschaft 14 in den freien Raum der Spiralfeder
12 eintaucht und dessen dem Rotor 8 zugewandte Kolbenfläche 15 an der Innenwand
der jeweiligen Zylinderbohrung 11 anliegt. Die Länge des Kolbenschaftes 14 ist so
bemessen, daß bei nahezu zusammengedrückter Spiralfeder 12 der Kolbenschaft den
Boden der Zylinderbohrung nicht oder gerade nur berührt; in Figur 1 ist dieses für
den linken Kolben und die entsprechende Spiralfeder dargestellt. In der Ruhelage
des Kolbens 13 und der Spiralfeder 12, d.h. bei horizontaler Kamerastellung ist
die Spiralfeder 12 nahezu entspannt und der Kolben 13 steht an der Oberbegrenzung
der zylindrischen Bohrung 11, wie dieses für
den rechten Kolben
in Figur 1 dargestellt ist. Kolben und Spiralfeder bilden einen Kraftspeicher 16.
In der dargestellten Ausführungsform sind zwei derartige Kraftspeicher 16 vorgesehen,
die symmetrisch zu der Nickachse 9' angeordnet sind und eine Kraft ausüben, die
vertikal gerichtet ist.
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Auf seiten des Rotors 8 weist die Ausgleichsvorrichtung 10 ein Spindelgetriebe
17 auf, das eine in einem Lagerbock 18 gelagerte Spindel 19 sowie zwei auf entgegengesetzten
Seiten des Lagerbockes 18 angeordnete Spindelmuttern 20 aufweist. Die Spindel 19,
ist wie in Figur 2 angedeutet, im rechten Schenkel des Rotors 8 senkrecht zur Nickachse
9' angeordnet. Die Spindel 19 ist auf der einen Seite des Lagerbockes 18 mit Linksgewinde,
auf der anderen Seite mit Rechtsgewinde ausgestattet; dementsprechend sind der Schraubensinn
der Spindelmuttern 20 auf den jeweiligen Schraubensinn abgestimmt. Die Spindel ist
aus dem Rotor 8 herausgeführt und kann mit einem Drehgriff 21 um ihre Längsachse
verdreht werden. Bei der Drehung des Drehgriffes verschieben sich die Spindelmuttern
20 im Gegensinn, d.h. entweder auf den Lagerbock 18 hin oder von diesem weg. Mit
jeder Spindelmutter 20 ist ein Mitnehmerstück 22 fest verbunden, von dem ein parallel
zur Nickachse, 9' verlaufendes, als Widerlager dienendes Auflagestück 23 ausgeht,
welches in der Ruhelage des Kraftspeichers 16 auf der dem Rotor 8 zugewandten oberen
Kolbenfläche 15 des Kolbens 13 aufliegt. Dieses Widerlager 23 ist auf seiner Außenbegrenzung
mit einer Gleithülse 24 versehen, um den Reibungswiderstand zwischen Widerlager
23 und Kolbenfläche 15 bei der Nickbewegung des Rotors gering zu halten.
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Diese Gleithülse ist z.B. aus Polytetrafluoräthylen gefertigt.
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Anstelle dieser Konstruktion kann auch das Wider lager 23 im Mitnehmerstück
22 oder auf einer von dieser ausgehenden Achse mit einem Kugel- oder Walzenlager
gelagert sein.
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In der in Figur 1 gezeigten oberen Ruhelage der beiden Kolben 13 liegen
die beiden Widerlager 23 zu beiden Seiten des Aufnahmeblockes auf den oberen Kolbenflächen
15 der beiden Kraftspeicher 16
Wird der Stativkopf in Figur 1 um
die Nickachse 9' entgegen Uhrzeigersinn geschwenkt, so wird die linke Spiralfeder
12 des Kraftspeichers 16 zusammengedrückt, bis der Kolben des linken Kraftspeichers
in der mit 13' bezeichneten unteren Stellung steht. Das Widerlager 23 , das dem
rechten Kraftspeicher 16 zugeordnet ist, liegt in diesem Falle nicht mehr auf der
oberen Kolbenfläche 15 auf, da der Federweg der entsprechenden Spiralfeder 12 durch
hier nicht gezeigte Anschläge nach oben begrenzt ist. Wird die Kamera um die Nickachse
9' im Uhrzeigersinn geschwenkt, so wird die Feder des in Figur 1 rechten Kraftspeichers
zusammengedrückt.
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Das durch die Ausgleichsvorrichtung erzeugte Rückstellmoment wird
bestimmt durch den wirksamen Hebelarm r zwischen Nickachse 9' und dem jeweiligen
Auflagepunkt des Widerlagers 23 auf der Kolbenfläche 15 des Kraftspeichersl6. Dieser
Hebelarm kann durch Drehen des Drehgriffes 21 verändert werden. In Figur 1 ist für
das linke Widerlager 23 gestrichelt eine Lage dargestellt, in der dieses durch Drehen
des Drehgriffes 21 und der Spindel 19 gegen den Lagerbock verschoben ist. In einer
entsprechenden Stellung befände sich dann auch das rechte Widerlager. Für diese
Stellung des Widerlagers ergibt sich ein wirksamer Hebelarm r1 in der Kolbenstellung
13', während sich für die ausgezeichnete Lage des Widerlagers 23 ein Hebelarm r2
ergibt. Wie aus dieser Figur ersichtlich , ändert sich die Länge des wirksamen Hebelarmes
je nach der Schwenkstellung des Rotors; der während der Schwenkbewegung durchfahrene
Weg des linken Widerlagers ist in der Figur gestrichelt mit 25 bezeichnet. Die wirksame
Länge des Hebelarmes r ist demnach über den Schwenkweg 25 variabel. Diese Längenänderung
hängt ab von der relativen Lage der Nickachse 9', der Auflagepunkte der Widerlager
23 auf den Kolbenflächen und der Ruhelage der Kolben 13. Durch entsprechende Anpassung
dieser drei Größen kann erreicht werden, daß das Rückstellmoment in Abhängigkeit
vom Schwenkwinkel des Rotors 8 immer etwa die gleiche Größe wie das von der Kamera
ausgeübte Nickmoment aufweist, welches vom Schwenkwinkel sinusförmig abhängt
Durch
Verstellen des Spindelgetriebes 17 kann die beschriebene Ausgleichsvorrichtung 10
auf Kameras unterschiedlichen Gewichtes eingestellt werden, so daß unabhängig von
dem Kameragewicht jeweils nur eine einzige Ausgleichsvorrichtung notwendig ist.
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In Figur 3 ist eine andere Ausführungsform der Ausgleichsvorrichtung
10' für einen schwenkbaren Stativkopf 1' dargestellt. Auch dieser Stativkopf 1'
weist einen unteren Schwenkteil 3' und einen oberen Schwenkteil 4' auf, der aus
einem Stator 7' und einem Rotor 8' besteht. Der Rotor 8' , auf dem ehe Kamera befestigt
ist, ist um die Nickachse 9' verschwenkbar. Symmetrisch zu dieser Nickachse 9' sind
zwei GAsfedern 31 einmal mit ihrem unteren Ende am Stator 7' und mit ihrem oberen
Ende jeweils am Rotor 8' angelenkt. Der jeweilige Anlenkpunkt der Gasfedern an dem
Rotor ist mit 23' bezeichnet. Diese den Widerlagern 23 in dem Ausführungsbeispiel
nach den Figuren 1 und 2 entsprechenden Anlenkpunkte 23' können durch ein hier nur
angedeutetes Spindelgetriebe 17' in der gleichen Weise verstellt werden, wie dies
zu den obigen Figuren beschrieben worden ist. Je nach der Stellung der Anlenkpunkte
23' ist das auf den Rotor 8' ausgeübte Rückstellmoment bei einer Nickbewegung des
Rotors unterschiedlich. Die Federcharakteristik der Gasfedern 31 kann außerdem so
eingestellt werden, daß dieses Rückstellmoment dem jeweiligen Nickmoment entspricht.
Der Verlauf dieses Rückstellmomentes kann zusätzlich noch dadurch beeinflußt werden,
daß auch die unteren Anlenkpunkte der Gasfedern verstellt werden können. Der maximale
Verstellweg der Anlenkpunkte 23' ist in Figur 3 durch Längsschlitze 32 in den Rotor
angedeutet. Auch hier können durch die Federcharakteristik und die relative Lage
der Nickachse 9' und der oberen und unteren Anlenkpunkte der Gas federn der Hub
dieser Gas federn und damit das Rückstellmoment für Kameras unterschiedlichen Gewichtes
so eingestellt werden, daß das Rückstellmoment dem Nickmoment entspricht.