DE3739080A1

DE3739080A1 - Spring device for the weight compensation for stands

Info

Publication number: DE3739080A1
Application number: DE19873739080
Authority: DE
Inventors: Otto Dr Stemme
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-11-01
Filing date: 1987-11-18
Publication date: 1989-05-11

Abstract

In order to compensate for the torque which arises in stands as a result of the weight of a useful load, upon rotation of the same about a horizontal axis, the invention proposes a spring system, in the case of which, by realising special geometric conditions for the use of, for example, tension springs and compression springs, the result is a compensation torque which is largely proportional to the sine of the angle of rotation and thus ensures good balance. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Federvorrichtung zum Gewichtausgleich für Stative mit einem Stativständer und einer gegen den Stativständer drehbaren Vorrichtung zum Befestigen einer Nutzlast und einer Feder, deren eines Ende mit dem Stativständer in Verbindung steht und deren anderes Ende mit der Vorrichtung in Verbindung steht.The invention relates to a spring device for weight compensation for Tripods with a tripod stand and one against the tripod stand rotatable device for fastening a payload and a spring, one end of which is connected to the tripod stand and whose other end communicates with the device.

Solche Federvorrichtungen sind insbesondere bei Stativen im Einsatz, auf denen als Nutzlast Fernrohre, Teleskope, fotografische Steh- und Laufbildkameras und Videokameras angebracht werden, die im Betrieb auch um eine horizontale Achse A geschwenkt, d. h. gedreht werden. Da bei wird, entsprechend der schematischen Darstellung von Fig. 1, die Nutzlast NL im allgemeinen - einfach wieder abnehmbar - an einer als Trägerplatte ausgeführten Vorrichtung VR befestigt, die zu Benut zungsbeginn horizontal so verschoben wird, daß der Schwerpunkt S der Nutzlast NL senkrecht über der Drehachse A in einem Abstand R liegt und mit Hilfe eines Handgriffes GR um die horizontale Drehachse A gegenüber dem Stativständer ST bzw. der Vertikalen V um Winkel ϕ gedreht werden kann. Dabei kann natürlich - insbesondere dann, wenn keine rasch mögliche Auswechselbarkeit der Nutzlast gewünscht wird - die Aufnahmevorrichtung VR der Nutzlast NL auf eine nicht verschieb bare Verbindung, z. B. eine einfache Schraubenverbindung, reduziert sein. Die Fig. 1 ist eine schematisierte Prinzipdarstellung, in der z. B. auch der Stativständer ST, der in der Praxis im allgemeinen drei ausziehbare Beine aufweist, vereinfacht wiedergegeben ist.Such spring devices are used in particular in tripods on which telescopes, telescopes, photographic still and motion picture cameras and video cameras are attached as payloads, which during operation are also pivoted, ie rotated, about a horizontal axis A. Since, in accordance with the schematic representation of Fig. 1, the payload NL in general - simply removable again - is attached to a device designed as a carrier plate VR which is shifted horizontally at the beginning of use so that the center of gravity S of the payload NL is vertical the axis of rotation A is at a distance R and can be rotated with the aid of a handle GR about the horizontal axis of rotation A relative to the stand stand ST or the vertical V by an angle ϕ . It can of course - especially if no quick interchangeability of the payload is desired - the receiving device VR of the payload NL on a non-displaceable connection, for. B. a simple screw connection, be reduced. Fig. 1 is a schematic diagram, in which, for. B. also the tripod stand ST , which in practice has three extendable legs, is shown in simplified form.

Wie aus Fig. 2a zu entnehmen ist, erzeugt das Gewicht G der Nutzlast NL bei deren Verdrehung bezüglich der Drehachse A das DrehmomentAs can be seen from FIG. 2a, the weight G of the payload NL generates the torque when it rotates with respect to the axis of rotation A.

M _A = R G sin ϕ (1). M _A = RG sin ϕ (1).

Das Gewicht der Vorrichtung VR und anderer Verbindungsteile kann im allgemeinen vernachlässigt werden. The weight of the device VR and other connecting parts can generally be neglected.

Dieses Drehmoment (1) müßte für Gleichgewicht bei einem gewählten Winkel ϕ über den Griff GR durch ein entgegengesetztes, gleich großes Drehmoment von Hand kompensiert werden. Bei Nutzlasten mit großer Masse - z. B. Videokameras bis zu 20 kg - ist dies praktisch unmöglich und geringere Massen machen sich bereits störend bemerkbar. Deshalb werden Federvorrichtungen zur Drehmomentkompensation, d. h. zum Ge wichtausgleich (Balance) der Nutzlast eingesetzt.This torque (1) would have to be compensated by hand for an equilibrium at a selected angle ϕ via the handle GR by an opposite, equally large torque. For large mass payloads - e.g. B. video cameras up to 20 kg - this is practically impossible and smaller masses are already noticeable. Therefore, spring devices are used for torque compensation, ie for weight compensation (balance) of the payload.

Es sind derartige Federvorrichtungen bekannt, die mit einer zwischen Drehung der Nutzlast und Stativständer geschalteten Gummi-Torsions feder arbeiten. Hier stören Abweichungen vom sin ϕ-förmigen Drehmo mentverlauf, wie er zur Kompensation von M _A nach (1) nötig wäre, die Balance erheblich, wie auch Hysterese-Effekte.Such spring devices are known, which work with a rubber torsion spring connected between rotation of the payload and tripod stand. Deviations from the sin ϕ -shaped torque curve, as would be necessary to compensate for M _A according to (1), disturb the balance considerably, as do hysteresis effects.

Ferner sind Federvorrichtungen bekannt, bei denen die Drehung des Schwerpunktes S der Nutzlast NL um die Achse A mit gestängeartigen Vorrichtungen in eine Linearbewegung verwandelt wird, die auf eine Druckfeder wirkt. Neben beachtlichem mechanischen Aufwand, der sich auch in einem großen Bauvolumen äußert, ist hierbei besonders nach teilig, daß ein sinusförmiges Gegendrehmoment nicht unabhängig vom Drehwinkel gegeben ist bzw. mit wachsendem Gewicht G der Drehwin kelbereich für die Balance stark eingeschränkt wird.Furthermore, spring devices are known in which the rotation of the center of gravity S of the payload NL about the axis A is converted into a linear movement with rod-like devices, which acts on a compression spring. In addition to considerable mechanical effort, which also manifests itself in a large volume, it is particularly disadvantageous that a sinusoidal counter-torque is not independent of the angle of rotation or with increasing weight G the range of rotation angle for the balance is severely restricted.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Federvorrichtung zum Gewichtausgleich zu schaffen, welche eine weitgehend von Drehwinkel und Zeit unabhängige Balance gewährleistet. Dies wird erfindungsge mäß dadurch erreicht, daß sich die Länge l einer Feder F bei Drehen der Nutzlast NL um einen Winkel ϕ, welcher von der auf der Drehachse A der Nutzlastdrehung senkrechten Strecke R zwischen Drehachse A und Schwerpunkt S der Nutzlast NL mit der Vertikalen V gebildet wird, um eine Länge Δ l ändert, die angenähert proportional der Länge L der Sehne SE eines Kreises K angenähert um die Drehachse A ist, wobei der zur Sehne SE gehörige Zentriwinkel α angenähert gleich dem Drehwinkel ϕ ist und wobei eine mit der Längenänderung Δ l verknüpfte Kraft der Feder F an einem mit der Vorrichtung VR in Verbindung stehenden und angenähert um die Drehachse A drehbaren Zwischenteil ZT angenähert parallel zur Sehne SE angereift.The object of the present invention is to provide a spring device for weight compensation, which ensures a balance that is largely independent of the angle of rotation and time. This is achieved according to the invention in that the length l of a spring F when the payload NL is rotated by an angle ϕ which is the distance R on the axis of rotation A of the payload rotation between the axis of rotation A and the center of gravity S of the payload NL with the vertical V is formed by a length Δ l , which is approximately proportional to the length L of the chord SE of a circle K approximately around the axis of rotation A , the central angle α belonging to the chord SE being approximately equal to the angle of rotation ϕ and one with the change in length Δ l linked force of the spring F on an intermediate part ZT, which is connected to the device VR and rotatable approximately about the axis of rotation A, is ripened approximately parallel to the tendon SE .

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigenThe invention is based on schematic drawings Embodiments described in more detail. Show it

Fig. 1 schematisch ein Stativ mit einer um eine horizontale Achse A schwenkbaren Nutzlast NL, z. B. eine Kamera, Fig. 1 shows schematically a tripod with a payload NL pivotable about a horizontal axis A , z. B. a camera,

Fig. 2a schematisch ein Ausführungsbeispiel mit einer als Zugfeder ausgeführten Feder F, Fig. 2a schematically shows an embodiment with an executed as a tension spring F,

Fig. 2b schematisch einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 2a mit zusätzlichen Bezeichnungen, Fig. 2b schematically shows an enlarged detail of Fig. 2a with additional designations,

Fig. 3 schematisch ein Ausführungsbeispiel mit einer als Druckfeder ausgeführten Feder F, Fig. 3 shows schematically an embodiment with a compression spring designed as a spring F,

Fig. 4 schematisch ein Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 2a, Fig. 2b oder Fig. 3 mit Kraftübertragung durch ein flexibles Übertragungselement ZS, z. B. ein Zugseil, das mindestens teil weise um ein Zwischenteil ZT geschlungen ist, Fig. 4 schematically shows an embodiment according to Fig. 2a, Fig. 2b or Fig. 3 with power transmission through a flexible transmission element ZS , z. B. a traction rope, which is at least partially looped around an intermediate part ZT ,

Fig. 5 schematisch ein Prinzip zur Erfüllung der Balance-Bedingung, Fig. 5 shows schematically a principle to satisfy the balance requirement,

Fig. 6 schematisch ein Prinzip zur Erfüllung der Balance-Bedingung, Fig. 6 shows schematically a principle to satisfy the balance requirement,

Fig. 7 schematisch ein Ausführungsbeispiel mit mindestens teil weise um das Zwischenteil ZT geschlungener Zugfeder, Fig. 7 shows schematically an embodiment with at least partially to the intermediate part ZT looped tension spring

Fig. 8 schematisch ein Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 7 mit Rad/Rolle RD als Auflage für Feder F und/oder flexibles Über tragungselement ZS, z. B. Seil, Fig. 8 schematically shows an embodiment corresponding to FIG. 7 with wheel / roller RD as a support for spring F and / or flexible transmission element ZS , z. B. rope,

Fig. 9 schematisch ein Ausführungsbeispiel mit mehreren Rädern/ Rollen RD als Auflage für Feder F und/oder flexibles Übertra gungselement ZS, z. B. Seil, Fig. 9 schematically shows an embodiment with several wheels / rollers RD as a support for spring F and / or flexible transmission element ZS , z. B. rope,

Fig. 10 schematisch ein Ausführungsbeispiel mit geringer Auflage fläche auf dem Zwischenteil ZT, Fig. 10 shows schematically an embodiment with a small support surface on the intermediate part ZT,

Fig. 11a schematisch als seitliche Ansicht ein Ausführungsbeispiel für eine kupplungsartige Verbindung der Nutzlast NL bzw. eines Verbindungsteiles VT mit zwei Zwischenteilen ZT, FIG. 11a schematically as a side view of an embodiment for a coupling-like connection of the payload NL or a VT connection member having two intermediate parts ZT,

Fig. 11b schematisch als untere Ansicht ein Ausführungsbeispiel ent sprechend Fig. 11a. Fig. 11b schematically as a bottom view of an embodiment accordingly Fig. 11a.

Fig. 2a zeigt schematisch und daher nicht verbindlich maßstabsgerecht ein Ausführungsbeispiel, bei dem an dem mit der Nutzlast NL über die Vorrichtung VR fest oder, z. B. entsprechend Fig. 11a und Fig. 11b, kupp lungsartig verbundenen Zwischenteil ZT in dem senkrechten Abstand r von der Drehachse A der Drehung des Nutzlastschwerpunktes S an der Stelle B ein flexibles Übertragungselement ZS, z. B. ein Zugseil angreift und über ein vorzugsweise als Rolle oder Rad ausgeführtes Umlenkele ment UR in Verbindung mit einem Ende der als Zugfeder ausgeführten Feder F steht, deren anderes Ende, wie schematisch dargestellt, mit dem Stativständer ST in Verbindung steht. Fig. 2a shows schematically and therefore not binding to scale an embodiment in which fixed to the payload NL via the device VR or, for. As shown in FIG. 11a and FIG. 11b kupp lung-like intermediate part connected ZT in the perpendicular distance r from the rotation axis A of rotation of the payload center of gravity S at the point B, a flexible transmission element ZS, z. B. engages a pull rope and via a preferably designed as a role or wheel Umlenkele element UR in connection with one end of the spring F designed as a tension spring, the other end, as shown schematically, is connected to the tripod stand ST .

Bauvolumen läßt sich einsparen, wenn, wie für ein Ausführungsbeispiel aus dem Schema der Fig. 3 hervorgeht, das Zugseil ZS oder eine entspre chende Verlängerung hiervon durch die Feder F, die nunmehr als Druck feder ausgeführt ist, hindurchgeführt wird, so daß die Feder F über eine Federplatte FP gegen den Stativständer ST bzw. ein Teil desselben ge drückt werden kann.Construction volume can be saved if, as can be seen for an exemplary embodiment from the diagram in FIG. 3, the pull cable ZS or a corresponding extension thereof is guided through the spring F , which is now designed as a pressure spring, so that the spring F can be pressed against the tripod stand ST or part of the same via a spring plate FP .

Um die Feder F platzsparend und konstruktiv günstig zu plazieren, ist es ferner günstig, mindestens ein weiteres Umlenkelement UR anzubringen (nicht dargestellt), das z. B. eine Umlenkung um etwa 90° bewirkt.In order to place the spring F in a space-saving and structurally advantageous manner, it is also favorable to attach at least one further deflection element UR (not shown), which, for. B. causes a deflection of about 90 °.

Als flexibles Übertragungselement ZS kann auch eine Kette oder beson ders vorteilhaft ein Band, z. B. ein gewobenes oder aus Gliedern zusam mengesetztes Metall- oder Kunststoffband, mit dem sich gleichzeitig hohe Festigkeit und Flexibilität erreichen lassen, verwandt werden.As a flexible transmission element ZS can also be a chain or FITS a tape, z. B. a woven or composed of links metal or plastic tape, with which high strength and flexibility can be achieved at the same time, are used.

Hinsichtlich der mechanischen Verbindung des Übertragungselementes ZS mit dem Zwischenteil ZT ist es besonders vorteilhaft, das Zwi schenteil ZT z. B. als vorzugsweise kreisförmige Platte PL - die Platte PL kann selbstverständlich auch andere Gestalt, z. B. polygonförmig oder drehflügelartig, aufweisen - zu realisieren, die zweckmäßig eine Aus sparung AU mit einem Zentriwinkel aufweist, welcher mindestens so groß wie der gewünschte maximale Wert ϕ _max (z. B. 90°) des Drehwin kels d ist, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. In diesem Fall kann das flexi ble Übertragungselement ZS die Platte ganz oder teilweise umschlingen und an einer Stelle oder mehreren Stellen befestigt sein. Je nach Be festigungsart kann es vorteilhaft sein, wenn das flexible Übertragungs element ZS in einer Vertiefung der Platte PL liegt (nicht dargestellt). Mechanisch besonders günstig ist z. B. die Verwendung eines Zahnrie mens als flexibles Übertragungselement ZS, wenn zweckmäßig die Pe ripherie der in diesem Fall kreisförmigen Platte PL und die Umlenkele mente UR (z. B. Rad/Rolle) eine (nicht dargestellte) Verzahnung auf weisen.With regard to the mechanical connection of the transmission element ZS with the intermediate part ZT , it is particularly advantageous to the intermediate part ZT z. B. as a preferably circular plate PL - the plate PL can of course also other shape, for. B. polygonal or vane-like, to realize, which advantageously has a savings AU with a central angle, which is at least as large as the desired maximum value ϕ _max (z. B. 90 °) of the Drehwin angle d , as shown in Fig . 4 is visible. In this case, the flexi ble transmission element ZS can wholly or partially wrap around the plate and be attached at one or more points. Depending on the type of fastening, it can be advantageous if the flexible transmission element ZS lies in a recess in the plate PL (not shown). Mechanically particularly favorable. B. the use of a Zahnrie mens as a flexible transmission element ZS , if appropriate the pe ripherie of the circular plate PL in this case and the Umlenkele elements UR (z. B. wheel / role) have a (not shown) toothing.

Der grundsätzliche Erfindungsgedanke soll anhand von Fig. 2a und Fig. 2b, einem vergrößerten Ausschnitt von Fig. 2a mit weiteren Bezeich nungen, genauer dargelegt werden. Entsprechend Fig. 2a und Fig. 2b ist die Länge L der Sehne SE mit dem Zentriwinkel α = ϕ The basic idea of the invention is intended with reference to FIG. 2a and FIG. 2b, an enlarged detail of Fig. 2a voltages with further identifiers are set forth in more detail. According to Fig. 2a and Fig. 2b, the length L of the tendon SE with the central angle α = ϕ

Andererseits ist die Gegenkraft der Feder F, mit der diese am Zwi schenteil ZT an der Hebellänge r angreiftOn the other hand, the counterforce of the spring F with which it acts on the intermediate part ZT at the lever length r

worin C die Federkonstante und Δ l die Änderung der Federlänge l bei der Drehung ϕ ist. Das von dieser Kraft bezüglich der Drehachse A erzeugte Drehmoment istwhere C is the spring constant and Δ l is the change in spring length l during rotation ϕ . The torque generated by this force with respect to the axis of rotation A is

woraus sich mit der Beziehung (2) und Δ l = L sowie wegen β = γ which results from the relationship (2) and Δ l = L and because of β = γ

M′ _A = -r² C sin ϕ (4) M ′ _A = - r ² C sin ϕ (4)

ergibt.results.

Die Bedingung für Gleichgewicht (Balance)The condition for balance

M _A + M′ _A = 0 M _A + M ′ _A = 0

lautet mit den Beziehungen (1) und (4)with relations (1) and (4)

und ist unabhängig von ϕ. Entsprechend dem Gewicht G der Nutzlast kann vor Benutzung der Vorrichtung das Verhältnis r²/R nach der Balance- Gleichung (5) eingestellt werden. Diese Einstellung ist dann für alle ϕ gültig.and is independent of ϕ . Depending on the weight G of the payload, the ratio r ² / R can be set according to the balance equation (5) before using the device. This setting is then valid for all ϕ .

Als konstruktiv besonders einfach, in der Anwendung bequem und eine exakte Balance gewährleistend hat sich die Möglichkeit erwiesen, vor Benutzung der Vorrichtung bei einer dem Gewicht G subjektiv angemes senen Verdrehnung ϕ - spürbar am Handgriff GR - die Nutzlast (z. B. Vi deokamera) bzw. deren Befestigungsvorrichtung VR über Verbindungs elemente VB (Fig. 5, Fig. 6) so zu verschieben und damit R zu verändern, daß die (5) entsprechende Balance-BedingungThe payload (e.g., Vi deokamera.) - particularly simple as constructively, easy to use and precise balance, the possibility has providing to proven before use of the device with the weight G φ subjectively appro Senen Verdrehnung - feel on the hand grip GR or their fastening device VR via connecting elements VB ( Fig. 5, Fig. 6) to move and thus to change R that the (5) corresponding balance condition

erfüllt ist, was sich durch verschwindendes Drehmoment am Handgriff GR bemerkbar macht. In ähnlicher Weise kann zur Erfüllung von (5) auch der Angriffspunkt B der Federkraft am Zwischenteil ZT verschoben und damit r verändert werden (nicht dargestellt). is fulfilled, which is noticeable by the disappearing torque on the GR handle. In a similar way, the point of application B of the spring force on the intermediate part ZT can be shifted to fulfill (5) and thus r can be changed (not shown).

Die Strecke r zwischen Drehachse A und Angriffstelle B der Federkraft am Zwischenteil ZT muß nicht mit Maßen des Zwischenteiles ZT zu sammenfallen, so ist z. B. im Falle des Beispieles der Fig. 7 r kleiner als der Radius r′ des Zwischenteiles ZT.The distance r between the axis of rotation A and point of action B of the spring force on the intermediate part ZT does not have to coincide with the dimensions of the intermediate part ZT . B. in the case of the example of FIG. 7 r smaller than the radius r 'of the intermediate part ZT .

Der voranstehend beschriebene Erfindungsgedanke gilt auch dann, wenn die Längenänderung Δ l der Feder F nicht gleich der Länge L der Sehne SE ist, wie dies in Ausführungsbeispielen vereinfacht dargestellt ist, son dern L angenähert, mit einem Faktor a proportional ist, der dann in die Balance-Bedingung eingeht. Die modifizierten Balance-Bedingungen (5) und (6) lauten dannThe inventive concept described above also applies when the change in length Δ l of the spring F is not equal to the length L of the tendon SE , as is shown in simplified form in exemplary embodiments, but approximates L , is proportional to a factor a , which is then in the Balance condition is met. The modified balance conditions (5) and (6) are then

und enthalten den Drehwinkel ϕ nicht. Der Fall der Proportionalität zwischen Δ l und L mit einem Faktor a ≠ 1 ist z. B. gegeben, wenn - ins besondere hinsichtlich Raumbedarf vorteilhaft - die Sehnenlänge L mit einem Proportionalfaktor getriebeartig auf die Feder F übertragen wird. Mit der Proportionalität von Δ l zur Länge einer Sehne mit dem Zentri winkel α ≈ ϕ in einem beliebigen Kreis um A ist auch die Proportionalität zur Sehnenlänge im Kreis mit dem Radius r gegeben (z. B. Fig. 7).and do not contain the angle of rotation ϕ . The case of proportionality between Δ l and L with a factor a ≠ 1 is z. B. given when - especially with regard to space requirements - the chord length L is transmitted with a proportional factor gear-like to the spring F. With the proportionality of Δ l to the length of a chord with the central angle α ≈ ϕ in any circle around A , the proportionality to the chord length in a circle with the radius r is also given (e.g. FIG. 7).

Als Feder F kann - insbesondere zum Erzielen einer kompakten Bauweise - auch eine Feder, z. B. eine Drehfeder und/oder Spiralfeder und/oder Torsionsfeder, verwandt werden (nicht dargestellt), deren eines Ende ein flexibles Übertragungselement ZS, z. B. ein Seil, aufweist, das min destens teilweise um eine Drehachse mit einem Radius ρ der Feder ge schlungen und so als Bestandteil der Feder anzusehen ist und dessen Auf- und Abwickeln mit der Längenänderung Δ l = ρΔϑ ( Δϑ = Drehwinkel der Federachse) dieses flexiblen Federelements verknüpft ist, das mit dem Zwischenteil ZT über ein Umlenkelement UR im Bereich B verbun den ist. Die Balance-Bedingung lautet in diesem Falle As a spring F - in particular to achieve a compact design - a spring, for. B. a torsion spring and / or coil spring and / or torsion spring can be used (not shown), one end of which is a flexible transmission element ZS , z. B. a rope, which at least partially loops ge around an axis of rotation with a radius ρ of the spring and is therefore to be regarded as part of the spring and its winding and unwinding with the change in length Δ l = ρΔϑ ( Δϑ = angle of rotation of the spring axis) this flexible spring element is linked, which is connected to the intermediate part ZT via a deflection element UR in region B. In this case, the balance condition is

und ist auch hier unabhängig vom Drehwinkel ϕ. Dabei ist D das Richtmoment in der Beziehungand is also independent of the angle of rotation ϕ . D is the reference torque in the relationship

M _D = - D Δϑ M _D = - D Δϑ

für das Federdrehmoment M _D beim Drehwinkel Δϑ der Drehachse der Feder.for the spring torque M _D at the angle of rotation Δϑ of the axis of rotation of the spring.

Die erfindungsgemäßen Bedingungen können und müssen nur angenähert realisiert werden. Dabei gelten bestimmte Toleranzbedingungen. Insbe sondere bei der Positionierung der Umlenkelemente UR und Wahl ihres Durchmessers muß die zulässige Abweichung δ (Δl) der Änderung der Federlänge l gegenüber dem Fall der strengen Proportionalität zur Seh nenlänge L beachtet werden. Für diese Abweichung gilt die BedingungThe conditions according to the invention can and only have to be approximated. Certain tolerance conditions apply. Especially when positioning the deflection elements UR and choosing their diameter, the permissible deviation δ ( Δ l) of the change in the spring length l compared to the case of strict proportionality to the chord length L must be taken into account. The condition applies to this deviation

wobei ( Δ l) _max die Längenänderung Δ l der Feder F für ϕ = Π/2 ist, w M′ _A das noch akzeptierte, von Hand über den Griff GR zur Kompensation aufzubringende Drehmoment und (M _A)_max das maximale, vom Gewicht G (für sin ϕ = 1) erzeugte Drehmoment M _A. Diese Bedingung gilt auch für Dreh-, Spiral- und Torsionsfedern. where ( Δ l) _{max is} the change in length Δ l of the spring F for ϕ = Π / 2, w M ′ _{A is} the still accepted torque to be applied by hand via the GR grip for compensation, and (M _A ) _{max is} the maximum by weight G (for sin ϕ = 1) generated torque M _A. This condition also applies to torsion, spiral and torsion springs.

Mit z. B.With z. B.

w M′ _A = 1,5 Nm
(M _A)_max = 7,5 Nm w M ′ _A = 1.5 Nm
(M _A ) _max = 7.5 Nm

ergibt sichsurrendered

Die zulässige Differenz δϕ zwischen Drehwinkel ϕ und Zentriwinkel α ist gegeben durchThe permissible difference δϕ between the angle of rotation ϕ and the central angle α is given by

Diese Bedingung gilt auch für Dreh-, Spiral- und Torsionsfedern.This condition also applies to torsion, spiral and torsion springs.

Es ist z. B. für w M′ _A = 3 Nm, (M _A)_max = 15 NmIt is Z. B. for w M ' _A = 3 Nm, (M _A ) _max = 15 Nm

δϕ 0,4 (23°). δϕ 0.4 (23 °).

Für die zulässige Exzentrizität w r des Kreises K bzw. der Drehachse des Zwischenteiles ZT bezüglich der Drehachse A der Nutzlastdrehung, die insbesondere bei Ausführungen entsprechend Fig. 11a, Fig. 11b zu be achten ist, giltFor the allowable eccentricity r of the circle K and the axis of rotation of the rotational axis A w of the intermediate part ZT with respect to the payload of rotation which is in particular in the eighth embodiments according to Fig. 11a, Fig. 11b to be, applies

Diese Bedingung gilt auch für Dreh-, Spiral- und Torsionsfedern. Für z. B. δ M′ _A = 3 Nm, (M _A)_max 30 Nm gilt die BedingungThis condition also applies to torsion, spiral and torsion springs. For e.g. B. δ M ' _A = 3 Nm, (M _A ) _max 30 Nm the condition applies

Für die zulässige Winkeldifferenz δγ zwischen angreifender Federkraft und Sehne SE gilt die BedingungThe condition applies to the permissible angular difference δγ between the acting spring force and the tendon SE

Diese Bedingung gilt auch für Dreh-, Spiral-, Torsionsfedern.This condition also applies to torsion, spiral and torsion springs.

Für das Beispiel
δ M′ _A = 3 Nm
(M _A)_max = 7,5 NmFor the example
δ M ′ _A = 3 Nm
(M _A ) _max = 7.5 Nm

gilt dannthen applies

δγ 0,28 (16°). δγ 0.28 (16 °).

Sämtliche voranstehend angegebene Abweichungen/Differenzen ver stehen sich als Absolutbeträge.All deviations / differences stated above ver stand as absolute amounts.

Fig. 7 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Feder F als Zugfeder ausgebildet und auf ein mindestens teilweise als kreis förmige Platte PL ausgeführtes Zwischenteil ZT, das mit der Vorrich tung VR fest oder z. B. entsprechend Fig. 11a und Fig. 11b kupplungsartig in Verbindung steht, gezogen ist. Ein Ende E 1 der Feder F steht mit der Platte PL in Verbindung, das andere Ende E 2 mit dem Stativständer ST bzw. einem Teil desselben, wie dies Fig. 7 veranschaulicht. Die mit Δ l verknüpfte Kraft der Feder F greift auf der Platte PL im Bereich der Stelle B mit dem flexiblen Übertragungselement ZS - z. B. als Zugseil/ Band/Kette ausgebildet - über das Umlenkelement UR - z. B. als Rad/ Rolle ausgeführt - am Radius r an. Die Verbindung der Platte PL mit der Vorrichtung VR kann, z. B. gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 11a und 11b, kupplungsartig sein. Zweckmäßig weist die Platte PL wieder um eine Aussparung AU auf. Fig. 7 shows schematically an embodiment in which the spring F is designed as a tension spring and on an at least partially designed as a circular plate PL intermediate part ZT , the device with the Vorrich VR fixed or z. B. is in accordance with Fig. 11a and Fig. 11b coupling-like connection is pulled. One end E 1 of the spring F is connected to the plate PL , the other end E 2 to the stand stand ST or a part thereof, as illustrated in FIG. 7. The force of the spring F associated with Δ l engages on the plate PL in the region of the point B with the flexible transmission element ZS - z. B. designed as a pull rope / belt / chain - via the deflection element UR - z. B. executed as a wheel / role - on the radius r . The connection of the plate PL to the device VR can e.g. B. according to the embodiment of FIGS. 11a and 11b, be clutch-like. The plate PL expediently again has a cutout AU .

Das voranstehend beschriebene, die Feder F stark integrierende Ausfüh rungsbeispiel entsprechend Fig. 7 ist sehr raumsparend und gestattet eine kompakte Bauform der gesamten Federvorrichtung. Ein weiterer besonderer Vorteil liegt darin, daß auf der Platte PL eine beachtliche Federlänge l Platz findet, so daß die relative Längenänderung Δ l/l ge ring bleibt und somit weder plastische Verformung noch Hysterese- Effekte auftreten können. Natürlich kann bei diesem Beispiel das Feder ende E 2 auch über ein flexibles Übertragungselement ZS, z. B. Zugseil/ Band/Kette mit dem Stativständer ST verbunden werden, so daß sich die Feder F vorzugsweise nur auf dem Zwischenteil ZT befindet, was die Umlenkung am Zwischenteil ZT erleichtert (nicht dargestellt).The above-described, the spring F integrating Ausfüh approximately example of FIG. 7 is very space-saving and allows a compact design of the entire spring device. Another particular advantage is that there is a considerable spring length l on the plate PL , so that the relative change in length Δ l / l remains ring and thus neither plastic deformation nor hysteresis effects can occur. Of course, in this example, the spring end E 2 can also be via a flexible transmission element ZS , for. B. traction rope / belt / chain with the tripod stand ST , so that the spring F is preferably only on the intermediate part ZT , which facilitates the deflection at the intermediate part ZT (not shown).

Um im Bereich der Auflagen AL der Feder bzw. des Übertragungsele mentes ZS auf dem Zwischenteil ZT/der Platte PL die Reibung gering zu halten, kann/können vorteilhaft am Zwischenteil ZT/an der Platte PL ein Rad/eine Rolle RD oder mehrere Räder/Rollen RD drehbar angebracht sein, über welche die Feder F bzw. das flexible Übertragungselement ZS, z. B. Zugseil, Kette, Band, Zahnriemen, geführt wird, wie dies in Fig. 8 schematisch dargestellt ist.In order to keep the friction low in the area of the supports AL of the spring or of the transmission element ZS on the intermediate part ZT / the plate PL , a wheel / roller RD or several wheels / can advantageously be / can be on the intermediate part ZT / on the plate PL Rollers RD can be rotatably attached, via which the spring F or the flexible transmission element ZS , z. B. pull rope, chain, belt, toothed belt, is performed, as shown in Fig. 8 schematically.

Fig. 9 zeigt schematisch ein besonders reibungsarmes Ausführungsbei spiel mit mehreren Rollen, bei dem die Platte PL mindestens teilweise polygonförmig ausgebildet ist, wobei die Polygone nicht regelmäßig sein müssen. Selbstverständlich sind auch vereinfachte Ausführungen - ohne Räder/Rollen RD - mit polygonförmigen Platten PL möglich. Fig. 9 shows schematically a particularly low-friction Ausführungsbei game with several roles, in which the plate PL is at least partially polygonal, the polygons need not be regular. Of course, simplified versions - without wheels / rollers RD - with polygonal plates PL are also possible.

Fig. 10 stellt schematisch ein besonders einfaches, durch geringen Ma terialverbrauch gekennzeichnetes, Ausführungsbeispiel dar, bei dem die Platte PL als Drehflügel DF ausgebildet ist. Die Berührung der Feder F bzw. des Übertragungselementes ZS, z. B. des Zugseiles, der Kette, des Bandes erfolgt auf den Flügelenden FE. Die Reibung kann, wie in allen anderen Ausführungsbeispielen, bei denen die Feder F bzw. die voran stehend genannten Elemente das Zwischenteil ZT bzw. die Platte PL be rührt/berühren, auch, dadurch reduziert werden, daß das Zwischenteil ZT bzw. die Platte PL bzw. der Drehflügel DF aus einem reibungsarmen Material, insbesondere Kunststoff (z. B. Delrin oder Teflon) besteht oder die Oberfläche der Platte PL bzw. des Drehflügels DF mindestens teil weise mit derartigem Material überzogen ist. Fig. 10 shows schematically a particularly simple, characterized by low Ma material consumption, embodiment in which the plate PL is designed as a rotary wing DF . The touch of the spring F or the transmission element ZS , for. B. the pull rope, the chain, the band is carried out on the wing ends FE . The friction can, as in all other exemplary embodiments in which the spring F or the elements mentioned above touches / touches the intermediate part ZT or the plate PL , also be reduced in that the intermediate part ZT or the plate PL or the rotary wing DF consists of a low-friction material, in particular plastic (e.g. Delrin or Teflon) or the surface of the plate PL or the rotary wing DF is at least partially coated with such material.

Ganz besonders günstige Reibungsverhältnisse werden erzielt, wenn auch die Flügelenden FE mit Rädern/Rollen RD versehen sind (nicht dar gestellt). Die Nutzlast und die Verbindung zu derselben ist in Fig. 8, Fig. 9 und Fig. 10 nicht eingetragen.Particularly favorable friction conditions are achieved if the wing ends FE are provided with wheels / rollers RD (not shown). The payload and the connection to the same is shown in FIG. 8, FIG. 9 and FIG. Not entered 10.

Selbstverständlich kann in allen Fällen der Berührung zwischen Feder F bzw. flexiblen Übertragungselement ZS und Zwischenteil ZT bzw. Platte PL bzw. Drehflügel DE die Reibung auch durch geeignete Schmiermittel auf einfache Weise herabgesetzt werden.Of course, in all cases of contact between the spring F or flexible transmission element ZS and the intermediate part ZT or plate PL or rotary wing DE, the friction can also be reduced in a simple manner by means of suitable lubricants.

Besondere Federeigenschaften lassen sich erzielen, in dem die Feder F aus mehreren Teilfedern zusammengesetzt wird. So können beispiels weise mehrere Zugfedern nebeneinander auf dem Umfang der Platte PL untergebracht und z. B. mit geeigneten Mitteln an das Federsystem an- und abgekoppelt werden, wobei sich die Kraftwirkung der angekoppel ten, parallelgeschalteten Federn addiert. Dadurch kann vorteilhaft rasche Anpassung an unterschiedliche Nutzlastgewichte G - zur Erfül lung der Balance-Bedingung (5), (6), (7), (8) - durch Verändern der effektiven Konstante c erfolgen, z. B. als Alternative oder Ergänzung zur Veränderung von R und/oder r, vor allem für extreme Fälle von Nutz lastgewicht G, in denen die Veränderungsmöglichkeiten von R und/ oder r nicht ausreichen. Ebenso kann die Feder F aus mehreren hinter einandergeschalteten Federn bestehen, die z. B. zu demselben Zweck zu- und abgeschaltet werden, so daß die effektive, sich als Summe der Längen aller zugeschalteten Einzelfedern zusammensetzende, Feder länge l verändert wird.Special spring properties can be achieved in that the spring F is composed of several partial springs. For example, several tension springs can be accommodated side by side on the circumference of the plate PL and z. B. can be coupled to and decoupled from the spring system with suitable means, the force effect of the coupled th, parallel springs being added. This allows rapid adaptation to different payload weights G - to fulfill the balance condition (5), (6), (7), (8) - by changing the effective constant c , z. B. as an alternative or addition to the change of R and / or r , especially for extreme cases of payload weight G , in which the change options of R and / or r are insufficient. Likewise, the spring F can consist of several springs connected in series, which, for. B. switched on and off for the same purpose, so that the effective, composed as the sum of the lengths of all connected individual springs, spring length l is changed.

Um für einen breiten Bereich von Nutzlastgewichten G den Abgleich nach der Balance-Bedingung (5), (6), (7), (8) zu ermöglichen, können auch statt der Änderung von R und/oder r bzw. zum Ausgleich der naturgemäß begrenzten Veränderungsmöglichkeiten von R und/oder r, konstruktiv vorteilhaft, kupplungsartig - dadurch wahlweise - mehrere Zwischenteile ZT oder - bei Anordnungen entsprechend Fig. 2a, Fig. 2b und Fig. 3 - mehrere außerhalb ZT liegende Federn F miteinander in Verbindung gebracht werden, wobei Parallelschaltung die Konstante c erhöht, Hintereinander schaltung die Federlänge l erhöht und c reduziert.In order to enable the comparison according to the balance condition (5), (6), (7), (8) for a wide range of payload weights G , instead of changing R and / or r or to compensate for the natural limited possibilities for change of R and / or R constructively advantageous, clutch-like - thereby selectively - a plurality of intermediate parts ZT or -. in arrangements according to Figures 2a, 2b and 3 -.. a plurality of out-ZT springs F are brought into communication with each other, wherein Parallel connection increases the constant c , series connection increases the spring length l and reduces c .

Vor allem in der Aufnahmepraxis von Videokameras ist es wichtig, einen möglichst großen Drehwinkelbereich überstreichen zu können. Einen Drehwinkelbereich bis zu ϕ = ± 90° ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise das Ausführungsbeispiel nach dem Schema der Fig. 11a und Fig. 11b. Hierbei kommen mindestens zwei Zwischenteile ZT - ZT 1 und ZT 2 - zum Einsatz, deren durch die Einwirkung der Nutzlast NL erzeugten Drehmomente entgegengesetzt zueinander sind. An dem Ver bindungsteil VT ist auf einer Seite die Vorrichtung VR bzw. die Nutz last NL befestigt. Das Verbindungsteil VT weist ferner Kupplungsteile KT 1, KT 2 auf, wobei z. B. für den Bereich δ = 0 . . . 90° KT 1 auf ein Kupplungsteil KT 1′ des Zwischenteiles ZT 1 und für den Bereich ϕ = 0 . . . - 90° KT 2 auf ein Kupplungsteil KT 2′ des Zwischenteiles ZT 2 drückt bzw. dort zum Eingriff kommt, wie dies aus der schematischen seitlichen Ansicht von Fig. 11a und der schematischen unteren Ansicht der Fig. 11b hervorgeht.Especially in the practice of recording video cameras, it is important to be able to cover as large a range of rotation angles as possible. A rotation angle range of up to φ = ± 90 ° makes it possible in a particularly advantageous manner, the embodiment according to the scheme of Fig. 11a and Fig. 11b. Here at least two intermediate parts ZT - ZT 1 and ZT 2 - are used, the torques generated by the action of the payload NL are opposite to each other. The device VR or the payload NL is attached to the connecting part VT on one side. The connecting part VT also has coupling parts KT 1 , KT 2 , z. B. for the range δ = 0. . . 90 ° KT 1 on a coupling part KT 1 'of the intermediate part ZT 1 and for the range ϕ = 0. . . - 90 ° KT 2 on a coupling part KT 2 'of the intermediate part ZT 2 presses or comes into engagement there, as can be seen from the schematic side view of Fig. 11a and the schematic bottom view of Fig. 11b.

Claims

1. Spring device for weight compensation for tripods with a stand and a stand rotatable against the stand stand for fastening a payload and a spring, one end of which is connected to the stand stand and the other end of which is connected to the device, characterized in that a length (l) of the spring (F) during a rotation of the payload (NL) by an angle ( ϕ ) which is from a distance (R) perpendicular to a rotation axis (A) of the rotation of the payload between the rotation axis (A ) and the center of gravity (S) of the payload (NL) with the verti cal (V) is formed by a length ( Δ l) , which is approximately proportional to the length (L) of a chord (SE) of a circle (K) passes around the rotational axis (a), being the corresponding to the chord (SE) central angle (a) approximately equal to the angle of rotation (φ), and which with at one associated with the change in length (Δ l) force of the spring (F) at a the device (VR) related and on approaching about the axis of rotation (A) rotatable intermediate part (ZT) approached parallel to the tendon (SE) attacks.

2. Spring device for weight compensation for tripods according to claim 1, characterized in that the spring (F) is a tension spring.

3. Spring device for weight compensation for tripods according to claim 1, characterized in that the spring (F) is a compression spring.

4. Spring device for weight compensation for tripods according to claim 1, characterized in that the spring (F) is a torsion spring and / or spiral spring and / or torsion spring.

5. Spring device for weight compensation for tripods according to one of claims 1 to 4, characterized in that one end of the spring (F) via en flexible transmission element (ZS) with the intermediate part (ZT) is connected.

6. Spring device for weight compensation for tripods according to one of claims 1 to 5, characterized in that one end of the spring (F) via a flexible transmission element (ZS) with the tripod stand (ST) is connected.

7. spring device for weight compensation for tripods according to claim 5 or 6, characterized in that the flexible transmission element (ZS) is a traction rope and / or a chain and / or a belt and / or a toothed belt.

8. Spring device for weight compensation for tripods according to one of claims 5 to 7, characterized in that the flexible transmission element (ZS) between spring (F) and intermediate part (ZT) and / or tripod stand (ST) via at least one deflection element (UR) to be led.

9. Spring device for weight compensation for tripods according to claim 8, characterized in that the deflecting element (UR) is an order steering roller and / or a deflection wheel.

10. Spring device for weight compensation for tripods according to one of claims 1 to 9, characterized in that the intermediate part (ZT) is at least partially designed as a plate (PL) on which the spring (F) is at least partially pulled and with which Spring (F) is connected to one end (E 1 ) and the other end (E 2 ) of the spring (F) is connected to the stand (ST) .

11. Spring device for weight compensation for tripods according to one of claims 1 to 10, characterized in that the intermediate part (ZT) is at least partially circular.

12. Spring device for weight compensation for tripods according to one of claims 1 to 10, characterized in that the intermediate part (ZT) is at least partially polygonal.

13. Spring device for weight compensation for tripods according to one of claims 1 to 12, characterized in that the intermediate part (ZT) has at least one recess (AU) .

14. Spring device for weight compensation for tripods according to claim 13, characterized in that the intermediate part (ZT) is designed as a rotary wing (DF) .

15. Spring device for weight compensation for tripods according to one of claims 9 to 14, characterized in that the supports (AL) of the spring (F) and / or the flexible transmission element (ZS) on the intermediate part (ZT) / the plate (PL) at least partially as with respect to the intermediate part (ZT) / the plate (PL) rotatably mounted wheels and / or rollers (RD) are formed.

16. Spring device for weight compensation for tripods according to one of claims 1 to 15, characterized in that the spring (F) is composed of several partial springs.

17. Spring device for weight compensation for tripods according to one of claims 1 to 16, characterized in that the distance (R) between the center of gravity (S) of the payload (NL) and / or from (r) between the point of attack (B) Spring force on the intermediate part (ZT) and the axis of rotation (A) of the payload rotation can be changed continuously and / or in stages.

18. Spring device for weight compensation for tripods according to one of claims 1 to 17, characterized in that one end of the spring (F) and / or the intermediate part connected to this end (ZT) coupling-like with the device (VR) in connection stands.

19. Spring device for weight compensation for tripods according to one of claims 1 to 17, characterized in that one end of the spring (F) and / or the intermediate part connected to this end (ZT) firmly with the device (VR) in connection stands.