DE4033398A1 - Gelenkkopf fuer eine kamera oder dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gelenkkopf zur Halterung eines Instrumentes, insbesondere einer Kamera.

Bei der Herstellung von Film- und Fernsehaufnahmen ist es häufig erforderlich, eine Kamera um eine vertikale Achse zu schwenken oder um eine horizontale Achse zu kippen oder beides, um einen weiten Aufnahmebereich zu erfassen oder einem bewegten Objekt zu folgen. Eines der größten Probleme besteht dabei darin, einen Schwenk- oder Gelenkkopf so zu konstruieren, daß er ein gleichmäßiges Hin- und Her- und Auf- und Abschwenken einer daran montierten Kamera oder eines anderen Instrumentes gestattet. Sowohl schnelle als auch langsame Bewegungen müssen nämlich sanft und gleichmäßig ohne ein Klemmen bei der Bewegung und ohne ein Wackeln zu Beginn und am Ende der Bewegung erfolgen. Dabei kann ein gleichmäßiger Bewegungsabablauf auch durch die Masse des gehalterten Instrumentes und/oder durch Reibungskräfte bei der mechanischen Verstellung von Elementen des Gelenkkopfes selbst gegegeneinander verursacht werden. Das Erreichen einer sanften und gleichmäßigen Bewegung kann durch andere Faktoren noch komplizierter werden, beispielsweise aufgrund der Verwendung von Instrumenten mit unterschied­ lichem Gewicht und unterschiedlicher Schwerpunktslage und aufgrund von Umgebungseinflüssen, insbesondere der Umgebungstemperatur, die in weiten Grenzen schwanken kann.

Um im Gebrauch eine hohe Flexibilität und Funktions­ tüchtigkeit zu erreichen,muß ein Gelenkkopf der hier betrachteten Art also einen präzisen Bewegungsablauf gewährleisten, leicht sein und einfach und schnell eingestellt werden können.

Bei Gelenkköpfen für Kameras und dergleichen wurden bereits verschiedene Formen von Fluid-Bremssystemen verwendet (vgl. US-PSen 29 05 421, 29 98 953 und 31 80 603), um gleichmäßige Schwenk- und Kippbewegungen zu erreichen. Die bekannten Bremssysteme sind insofern wirksam, als sie das Einstellen einer gleichmäßigen Bremswirkung ermöglichen, wobei jedoch an einem Einstellknopf mehrere volle Umdrehungen gemacht werden müssen, um das Ausmaß der Bremswirkung einzustellen. Die bekannten Bremssysteme können sich daher als ungeeignet erweisen, wenn es erforderlich ist, die Bremswirkung für Schwenk- und Kippbewegungen schnell einzustellen.

Außerdem wird eine Kamera im Gebrauch häufig schnell bewegt. Die bei einer derartigen schnellen Schwenk- oder Kippbewegung auftretenden Drehmomente können bei den bekannten Systemen zur Folge haben, daß sich die Brems­ elemente automatisch bewegen bzw. verstellen, was zu ungenauen Kamerabewegungen aufgrund eines Zurückfederns oder eines Überlaufens der angestrebten Endstellung führen kann.

Häufig wird auch ein Ausgleichssystem verwendet, um das Gewicht des am Gelenkkopf montierten Gerätes auszugleichen und eine gleichmäßige Kippbewegung zu ermöglichen. Während das beim Kippen einer Kamera auftretende Drehmoment im wesentlichen linear zunimmt, solange der Gelenkkopf um kleine Winkel gekippt wird, folgt das Drehmoment bei zunehmendem Kippwinkel einer im wesentlichen sinusförmigen Kurve. Folglich arbeiten einfache Ausgleichssysteme, wie lineare Federn, im allgemeinen nur bei kleinen Kippwinkeln befriedigend. Die komplizierteren Ausgleichssysteme mit Nocken- und Rollenanordnungen, welche über einen weiteren Bereich von Kippwinkeln wirksamer arbeiten können, arbeiten bei höheren Kippwinkeln ebenfalls häufig nicht befriedigend.

Ausgehend vom Stand der Technik und der oben aufgezeigten Problematik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Gelenkkopf anzugeben, welcher sanfte und gleichmäßige Schwenk- und Kippbewegungen gestattet, wobei insbesondere das Auftreten eines Zurückfederns oder eines Überlaufens der gewünschten Endstellung verhindert werden soll.

In Ausgestaltung der Erfindung wird ferner angestrebt, einen Gelenkkopf anzugeben, der bezüglich des daran montierten Gerätes für einen wirksamen Gewichtsausgleich sorgt, indem ein Rückstelldrehmoment erzeugt wird, welches annähernd gleich dem Drehmoment ist, welches durch das Schwenken des montierten Instrumentes hervorgerufen wird. Dabei wird angestrebt, diese Aufgabe ohne die Verwendung von komplizierten Nocken und Rollen zu lösen. Außerdem wird angestrebt, einen Gelenkkopf zu schaffen, der Schwenkbewegungen über einen Bereich von 360° und Kippbewegungen über einen Bereich von 90° bezüglich einer horizontalen Achse nach oben und unten gestattet.

In Ausgestaltung der Erfindung wird ferner darauf hin gearbeitet, ein Ausgleichssystem zu schaffen, welches leicht auf unterschiedliche Gewichte und Schwerpunktslagen der am Gelenkkopf montierten Instrumente einstellbar ist.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Fluidbremssystem zu schaffen, an dem die gewünschte Bremswirkung für Schwenk- und Kippbewegungen schnell und einfach eingestellt werden kann. In diesem Zusammenhang soll der Gelenkkopf außerdem in jeder horizontalen und vertikalen Winkelstellung ohne Veränderung der Position des daran gehalterten Instrumentes blockierbar bzw. verriegelbar sein.

Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden durch die in den Ansprüche beanspruchten Anordnungen bzw. Merkmalskombinationen gelöst, deren vorteilhafte Ausgestaltungen Gegenstand abhängiger Ansprüche sind.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt ein Gelenkkopf gemäß der Erfindung unabhängig voneinander einstellbare Fluid-Dämpfungs- bzw. -Bremssysteme für die Schwenkachse und die Kippachse sowie ein einstellbares Drehmomenten-Ausgleichssystem, welches ein Rückstell­ drehmoment erzeugt, welches das von einem gehalterten Gerät erzeugte Drehmoment im wesentlichen kompensiert. Das Instrument, d. h. eine Kamera od. dgl. wird an einer Plattform über einer Trommel montiert, welche um eine horizontale Kippachse drehbar ist, um Kippbewegungen der Kamera od. dgl. zu ermöglichen. Diese Kipptrommel ist drehbar in einem Gehäuse gelagert, welches seinerseits auf einer Basis schwenkbar ist. Das Gehäuse ist also um eine vertikale Achse schwenkbar, um eine Schwenkbewegung des Gelenkkopfes bzw. der Kamera od. dgl. zu ermöglichen. Das Ausgleichssystem ist in die Kipptrommel eingebaut und umfaßt zwei oder mehr Federn, die in Ebenen angeordnet sind, welche senkrecht zu der horizontalen Kippachse verlaufen. Ein Ende jeder Feder ist bezüglich einer gemeinsamen Achse montiert, die parallel zu der horizontalen Kippachse verläuft. Dabei liegen diese beiden Achsen in einer gemeinsamen senkrechten Ebene. Das andere Ende jeder Feder ist jeweils unter demselben Winkel bezüglich dieser senkrechten Ebene montiert. Bei einer Drehung der Kipptrommel drehen sich entweder die gemeinsam montierten Enden aller Federn oder die Enden jeder unter einem Winkel montierten Feder um die horizontale Achse, während das jeweils andere Ende jeder Feder wirksam in einer stationären Lage gehalten wird. Im Ergebnis verkürzt sich eine Feder, während eine andere Feder länger wird, wenn die Kipptrommel gedreht wird. Auf diese Weise wird Von dem Federsystem ein Rückstelldrehmoment erzeugt, welches gemäß einer im wesentlichen sinusförmigen Kurve verläuft, wenn der Kippwinkel der Kipptrommel zunimmt. Die unabhängigen Fluid-Schlepp- bzw. -Bremssysteme kontrol­ lieren die Drehbewegungen um die horizontale Kippachse und die vertikale Schwenkachse. Jedes der Bremssysteme umfaßt dabei eine Anzahl von miteinander verbundenen Bremssektor­ anordnungen, die rings um eine Bremsscheibenanordnung angeordnet sind. Der Raum zwischen den Bremssektor­ anordnungen und der Bremsscheibenanordnung enthält dabei jeweils ein viskoses Fluid, derart, daß sich bei einer relativen Drehbewegung von Sektoranordnungen und Scheibenanordnung eine Schlepp-, Dämpfungs- bzw. Bremswirkung ergibt, welche sanfte und gleichmäßige Drehbewegungen der Gelenkkopfelemente unterstützt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Gelenkkopfes gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine auf minimale Brems- bzw. Schleppwirkung eingestellte Bremsvorrichtung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine auf maximale Schlepp- bzw. Bremswirkung eingestellte Bremsvorrichtung;

Fig. 4A eine Draufsicht auf eine Bremsscheiben­ anordnung;

Fig. 4B eine Seitenansicht der Bremsscheiben­ anordnung gemäß Fig. 4A, gesehen von der Linie 4B-4B in dieser Figur;

Fig. 5A eine Draufsicht auf eine Bremssektor­ anordnung, teilweise im Schnitt;

Fig. 5B eine Seitenansicht der Bremssektor­ anordnung gemäß Fig. 5A, gesehen von der Linie 5B-5B;

Fig. 6 einen Teilquerschnitt durch den Gelenk­ kopf gemäß Fig. 1 längs der Linie 6-6 in dieser Figur;

Fig. 7 einen Teilquerschnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6;

Fig. 8 eine teilweise schematische Darstellung der Ausgleichsanordnung gemäß Fig. 6 in ihrer neutralen Stellung;

Fig. 9 eine der Darstellung gemäß Fig. 8 entsprechende Darstellung bei um 90° im Uhrzeigersinn verdrehter Ausgleichs­ anordnung;

Fig. 10 eine der Darstellung gemäß Fig. 8 entsprechende Darstellung bei um 90° im Gegenuhrzeigersinn verdrehter Aus­ gleichsanordnung;

Fig. 11 ein Diagramm der tatsächlichen und theoretischen Drehmomentenkurven der Ausgleichsanordnung gemäß Fig. 6;

Fig. 12 und 13 schematische Darstellungen abgewandelter Ausführungsformen von Ausgleichs­ anordnungen;

Fig. 14 einen Querschnitt durch den Gelenkkopf gemäß Fig. 1 längs der Linie 14-14 in dieser Figur und

Fig. 15 einen Teilquerschnitt durch die Ausgleichsanordnung gemäß Fig. 6 längs der Linie 15-15 in dieser Figur.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gelenkkopfes 30. Der Gelenkkopf 30 ist am Kugelteil 31 einer Gelenk-Einspannvorrichtung, beispielsweise gemäß US-PS 40 19 710, mittels einer Anzahl von Schrauben 32 (vgl. Querschnitt gemäß Fig. 14) befestigt. Zum Montieren einer Kamera oder eines anderen Instrumentes (nicht gezeigt) ist der Gelenkkopf 30 mit einer Plattform 33 versehen, durch die eine konventionelle Instrumentenbefestigungsschraube 34 nach oben vorsteht. Diese Schraube 34 kann in bekannter Weise in eine Gewinde­ bohrung eingeschraubt werden, wie sie typischerweise am Bodenteil einer Kamera oder dergleichen vorgesehen ist, um diese fest und sicher gegen die Plattform 33 zu ziehen. Der Gelenkkopf 30 umfaßt als Hauptelement ein Hauptgehäuse 35 zur Aufnahme der Anordnungen, welche die Schwenk- und Kippbewegungen des Gelenkkopfes kontrollieren. Im einzelnen kontrolliert eine Schwenk-Bremsvorrichtung 36, welche eine viskose Flüssigkeit enthält, die Schwenk­ bewegungen des Gehäuses 35 um eine senkrechte Schwenkachse 38. Die Bremsvorrichtung 36 ist im untersten Teil des Gehäuses 35 vorgesehen. An der Unterseite des Gehäuses 35 ist eine Abdeckung 39 befestigt, um die viskose Flüssig­ keit der Bremsvorrichtung 36 dichtend einzuschließen und zu verhindern, daß die Funktion der Bremsvorrichtung 36 durch Eindringen von Schmutz beeinträchtigt wird. Zum schnellen und einfachen Einstellen der Bremswirkung bei Schwenkbewegungen um die senkrechte Achse 38 ist der Gelenkkopf 30 mit einem Einstellknopf 40 versehen. Eine numerische Skala am Umfang des Knopfes 40 gestattet ein leichtes Erkennen der eingestellten Bremskraft. Ferner kann der Gelenkkopf 30 im wesentlichen bei jeder Winkelstellung bezüglich der vertikalen Achse 38 verriegelt werden. Zum Sichern des Gehäuses 35 gegen eine Schwenkbewegung bezüglich seiner Basis bzw. des Kugelteils 31 ist in der Nähe des Einstellknopfes 40 ferner ein Brems- bzw. Blockierknopf 41 vorgesehen.

Die Plattform 33 kann ferner zum Herbeiführen einer Kippbewegung eines an dem Gelenkkopf montierten Instrumentes, um eine horizontale Kippachse 42 um bis zu 90° nach oben und unten gekippt werden. Zum Ermöglichen der Kippbewegung ist die Plattform 33 an einer Kipptrommel 44 befestigt, welche in dem Gehäuse 35 drehbar gelagert ist. Ein stationärer Kipptrommelmantel 46 umschließt die drehbare Kipptrommel 44, um das Eindringen von Schmutz und Fremdstoffen zu verhindern, welche die Kippbewegung beeinträchtigen könnten, und um für ein optisch attrak­ tives Aussehen zu sorgen. Um eine gleichmäßige Kippbewe­ gung der Kipptrommel 44 zu gewährleisten, ist eine Kipptrommelbremsvorrichtung 48 vorgesehen, welche eine viskose Flüssigkeit enthält und innerhalb des Gehäuses 35 an dem einen Ende der Trommel 44 angeordnet ist. Ein Deckel 49 ist dichtend an dem Gehäuse 35 befestigt, um die Bremsflüssigkeit in dem Gehäuse 35 zu halten und das Eindringen von Verschmutzungen zu verhindern, welche das Arbeiten der Kipptrommelbremsvorrichtung 48 beein­ trächtigen könnten. Ein schnelles und einfaches Einstellen der Bremswirkung bei Kippbewegungen kann mit Hilfe eines Fluideinstellhebels 50 vorgenommen werden. Der Einstell­ hebel 50 kann in ähnlicher Weise wie der Einstellknopf 40 mit einer numerischen Skala (nicht gezeigt) versehen sein, so daß die Bedienungsperson die Höhe der eingestellten Bremskraft leicht ablesen kann. Zum Sichern der Kipp­ trommel 44 und der daran befestigten Plattform 33 bei einem gegebenen Kippwinkel ist an dem dem Einstellhebel 50 gegenüberliegenden Ende der Kipptrommel 44 eine Blockier­ vorrichtung 52 vorgesehen. Eine Bedienungsperson kann die Kipptrommel 44 durch Drehen eines Blockierhebels 54 der Blockiervorrichtung 52 leicht gegen ein Kippen bezüglich des Gehäuses 35 sichern.

Wenn ein von der Plattform 33 getragenes Instrument um die horizontale Achse 42 gekippt wird, übt es ein Drehmoment aus, welches mit zunehmendem Kippwinkel zunimmt. Um eine gleichmäßige Kippbewegung des Instrumentes zu ermöglichen, ist der Gelenkkopf 30 mit einer Ausgleichsanordnung 56 ausgerüstet. Die Ausgleichsanordnung 56 umfaßt ein Federsystem, welches in der Kipptrommel 44 direkt unter der Plattform 33 angeordnet ist. Die Ausgleichsanordnung 56 erzeugt ein Gegendrehmoment, durch welches das Drehmoment, welches von dem eine Kippbewegung ausführenden Instrument ausgeübt wird, angenähert wird, so daß eine Bedienungsperson nicht gegen das Gewicht des Instrumentes arbeiten muß, wenn dieses gekippt wird, und so daß das Instrument im wesentlichen von selbst ohne Unterstützung durch die Bedienungsperson einen erreichten Kippwinkel beibehält. Da Instrumente mit unterschiedlichem Gewicht und unterschiedlicher Lage des Schwerpunkts unter­ schiedliche große Drehmomente erzeugen, umfaßt der Gelenkkopf 30 Einrichtungen, durch die die Höhe des Gegendrehmomentes derart eingestellt werden kann, daß das von dem jeweiligen Instrument erzeugte Drehmoment angenähert bzw. im wesentlichen ausgeglichen wird. Zum Einstellen des Gegendrehmomentes ist ein Gegendrehmoment- Einstellknopf 58 vorgesehen, der direkt unterhalb der Kipptrommel 44 angeordnet ist und zum Einstellen verdreht werden kann. Die Bedienungsperson kann also das Gegen­ drehmoment ebenso wie die Bremskraft beim Kippen und Schwenken sowie die Blockier- oder Sperreinrichtungen schnell und bequem betätigen.

Die Funktion der Bremsvorrichtungen 36 und 48 wird am besten aus Fig. 2 bzw. 3 deutlich, welche Einzelheiten der Kipptrommel-Bremsvorrichtung 48 zeigen. Trotz einer anderen räumlichen Orientierung ist die Schwenk-Bremsvor­ richtung 36 für Schwenkbewegungen um die vertikale Schwenkachse in Aufbau und Funktion im wesentlichen ebenso ausgebildet wie die Schwenkvorrichtung 48 für die horizontale Kippachse. Im Betrieb ist das Gehäuse 35 um eine zentrale Schwenkachsenanordnung bzw. Nabe 62 schwenkbar, welche die vertikale Schwenkachse 38 definiert. Die Bremsvorrichtung 48 umfaßt mehrere Bremssektoranordnungen 64, welche an dem Gehäuse 35 schwenkbar montiert und rings um die Nabe 62 angeordnet sind, sowie eine drehfest mit der Nabe 62 verbundene Bremsscheibenanordnung.

Wie aus Fig. 2 und 3 deutlich wird, überlappen sich die Bremsscheibenanordnung 66 und die Bremssektoranordnungen 64, um zwischen diesen Bauteilen befindliche Räume zu definieren. Bezüglich der Nabe 62 wird eine einstellbare Bremswirkung erreicht, indem man zwischen den Oberflächen der Bremsscheibenanordnung 66 und den damit zusammen­ wirkenden Oberflächen der Bremssektoranordnungen 64 eine viskose Flüssigkeit vorsieht. Die viskose Flüssigkeit bzw. das viskose Fluid kann unter einer großen Vielzahl von Stoffen ausgewählt werden und beispielsweise aus Öl, Fett, Glyzerin und dgl. bestehen. Der Bremswiderstand zwischen der Bremsscheibenanordnung 66 und den damit zusammen­ wirkenden Bremssektoranordnungen 64 ist direkt von der Dicke des zwischen den zusammenwirkenden Flächen befindlichen Films des viskosen Fluids abhängig. Insbesondere ist zu beachten, daß die Dicke der Fluidschicht wichtig für die Gleichmäßigkeit und Stabilität der hydrodynamischen Widerstands- bzw. Bremskraft des viskosen Fluids ist. Allgemein gilt: Je dünner der Film bzw. die Fluidschicht ist, desto höher ist der Widerstand gegen eine Relativbewegung zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen.

Die an der Nabe 62 bei einer Drehung derselben bezüglich des Gehäuses 35 wirksame Bremskraft kann also durch Wahl des Abstands zwischen den Oberflächen der Bremsscheiben­ anordnung 66 und denjenigen der Bremssektoranordnungen 64 innerhalb gewisser Grenzen vorgegeben und durch das Ausmaß der Überlappung dieser Bauteile eingestellt werden. Der Fachmann sieht, daß die Bremsvorrichtung 48 in Fig. 2 so eingestellt ist, daß sich ein maximaler Bremswiderstand ergibt, da die Überlappung der Bremsscheibenanordnung 66 und der Bremssektoranordnungen 64 auf den Maximalwert eingestellt ist bzw. da der Zwischenraum zwischen den Elementen 64, 66 auf ein Minimum reduziert ist. Im Gegensatz dazu ist die Bremsvorrichtung 48 in Fig. 3 so eingestellt, daß sich eine minimale Bremswirkung ergibt, da die Überlappung hier auf ein Minimum eingestellt ist.

Die Bremsscheibenanordnung 66 ist in Fig. 4A und 4B detaillierter gezeigt. Man sieht, daß die Anordnung 66 kreisrund ist und eine durchgehende Mittelöffnung aufweist. Die Anordnung 66 besteht aus flachen kreisrunden Bremsscheiben 68, zwischen denen sich Distanzringe 70 kleineren Durchmessers befinden.

Wie in Fig. 5A und 5B gezeigt ist, umfaßt eine Brems­ sektoranordnung 69 in entsprechender Weise alternierend angeordnete Bremssektoren 72 und Distanzelemente 74. Bei zusammengebauter Bremsvorrichtung 48 (und entsprechend bei zusammengebauter Bremsvorrichtung 36) überlappen sich die Bremssektoren 72 und die Bremsscheiben 68, wie dies in Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Die Sektoren 72 treten in die durch die Distanzringe 70 definierten Zwischenräume zwischen den Bremsscheiben 68 ein, während die Brems­ scheiben 68 in die durch die Distanzelemente 74 definierten Zwischenräume zwischen den Bremssektoren 72 eintreten.

Die Sektoren 72, die Distanzelemente 74, die Bremsscheiben 68 und die Distanzelemente 70 können unter Verwendung von Stanzpressen hergestellt werden. Die Bremssektoranordnung 64 kann zusammengebaut werden, indem man abwechselnd Sektoren 72 und Distanzelemente 74 übereinander stapelt und die Elemente dieser Einheit dann mittels Nieten 76 verbindet. Die Bremsscheibenanordnung 66 wird ebenfalls durch abwechselndes Übereinanderlegen von Bremsscheiben 68 und Distanzringen 70 und durch anschließendes Verbinden dieser Teile hergestellt.

Beim Einbau der Bremsvorrichtungen 36 und 48 werden die Bremssektoranordnungen 64 mittels Zapfen 78 schwenkbar an dem Gehäuse 35 befestigt. Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt und oben erläutert, sind die Bremssektoranordnungen 64 also schwenkbar an dem Gehäuse 35 befestigt, so daß das Ausmaß der Überlappung zwischen den Bremssektoranordnungen 64 und der Bremsscheibenanordnung 66 variiert werden kann, um die Bremswirkung gegen eine Kippbewegung der Kipptrommel 44 zu kontrollieren.

Damit die Bremssektoranordnungen 64 eine gleichmäßige Überlappung mit der Bremsscheibenanordnung 66 aufweisen und jeweils gleichzeitig um im wesentlichen denselben Winkel geschwenkt werden, sind die Bremssektoranordnungen 64 über Verbindungsstücke 80 miteinander verbunden. Die Verbindungsstücke sind dabei mittels Zapfen 82, welche Öffnungen in den Bremssektoranordnungen 64 durchgreifen, an diesen angelenkt.

Gemäß der Erfindung ist zur Steuerung der Überlappung der Bremssektoranordnungen 64 und der Bremsscheibenanordnung 66 und damit zur Steuerung der resultierenden Bremswirkung ein Hebelsystem vorgersehen, welches mit Hilfe eines Hebels 50 (oder eines in Fig. 2 und 3 nicht gezeigten Knopfes) betätigt werden kann. Beim Ausführungsbeispiel ist an einer Bremssektoranordnung 64a ein Hebel 84 mittels eines Zapfens 86 angelenkt, der eine Öffnung 88 der Bremssektoranordnung 64a durchgreift. Das andere Ende des Hebels 84 ist mittels eines weiteren Zapfens 92 an einem Kurbelarm 90 angelenkt. Das gegenüberliegende Ende des Kurbelarms 90 ist an einer Brems-Steuerwelle 94 befestigt, an der auch der Hebel 50 (bzw. der Knopf 40) befestigt ist. Auf diese Weise führt ein Schwenken des Hebels 50, wie dies in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, im Uhrzeigersinn dazu, daß über den Kurbelarm 90 und den Verbindungshebel 84 ein Wegschwenken der Bremssektoranordnung 64a von der Bremsscheibenanordnung 66 erfolgt, wie dies aus Fig. 3 deutlich wird (eine entsprechende Verstellbewegung wird gemäß Fig. 14 beim Drehen des Knopfes 40 herbeigeführt, mit dem eine Schnecke 95a verbunden ist, die in Fig. 14 mit strichpunktierten Linien eingezeichnet ist und mit einem Schneckenrad 95b zusammenwirkt, welches auf der Steuerwelle 94 sitzt).

Wenn die als Antriebselement dienende Bremssektoranordnung 64a schwenkt, schwenken die Zapfen 82 und die damit verbundenen Enden der Verbindungsstücke 80 um den Schwenkzapfen 78. Diese Schwenkbewegung wird über die Verbindungsstücke 80 auf die übrigen Bremssektoranordungen 64 übertragen, die sich folglich um ihre Schwenkzapfen 78 in gleichem Maße tiefer in die Bremsscheibenanordnung 66 hinein bzw. weiter aus dieser herausbewegen. Das Schwenken bzw. Drehen des Hebels 50 bzw. des Knopfes 40 steuert somit das Ausmaß der Überlappung zwischen den Brems­ sektoranordnungen und der Bremsscheibenanordnung 66, um das Ausmaß der auf die Nabe 62 ausgeübten Bremskraft zu kontrollieren.

Gemäß einem wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung arbeiten die Bremsvorrichtungen 36, 48 mit minimaler Rückstellwirkung bzw. mit minimalem Zurückfedern. Beim Arbeiten mit konventionellen Fluidbremssystemen können die Drehmomentbelastungen, die bei einem schnellen Schwenken bzw. Kippen auf die Bauteile der Bremsvorrichtungen ausgeübt werden, eine Verlagerung der relativen Position der verschiedenen Bauteile bewirken. Diese Bewegung bzw. Verlagerung kann beim Einstellen der Bremselemente zu einem Zurückfedern oder einem Überlaufen der gewünschten Endstellung ("Überschwappen") führen. Gemäß der Erfindung werden Bremsvorrichtungen 36, 48 geschaffen, bei denen die Drehmomente, welche auf die einzelnen Bremssektoran­ ordnungen 64 einwirken, direkt auf die Schwenkzapfen 78 übertragen, auf denen die Anordnungen 64 schwenkbar an dem Gehäuse 35 montiert sind. Folglich führen die auf die Bremssektoranordnungen 64 ausgeübten Drehmomente nicht zu einer Veränderung der relativen Lage der Anordnungen 64 und zu einer Verstellung des Hebels 50 bzw. des Knopfes 40. Die Bremsvorrichtungen 36, 48 sorgen also bei minimaler Rückwirkung für eine exakte Steuerung der Bremskraft.

Bin weiterer wichtiger Aspekt der Erfindung, nämlich die erfindungsgemäße Ausgleichsanordnung 56, wird nachstehend anhand von Fig. 6 bis 10 näher beschrieben. Die erfin­ dungsgemäße Ausgleichsanordnung ist dazu bestimmt, das von einem montierten Instrument bei dessen Kippen um die horizontale Achse 42 erzeugte Drehmoment zu kompensieren, und hält das Instrument, wenn dieses freigegeben wird, in der bei der Freigabe eingenommenen Kipp-Position, wie dies oben erläutert wurde.

Wie am besten aus Fig. 6 deutlich wird, umfaßt die im Inneren der Kipptrommel 44 angeordnete Ausgleichsanordnung 56 Paare von Federn 100, die in Ebenen angeordnet sind, welche im wesentlichen senkrecht zu der horizontalen Kippachse 42 der Kipptrommel 40 verlaufen. Die Enden jedes Paares von Federn 100 sitzen in bzw. auf Kipphebeln 102, 103, die um eine gemeinsame Achse 109 schwenkbar sind, welche parallel zu der horizontalen Kippachse 42 verläuft und in einer im wesentlichen vertikalen Ebene 106 liegt, welche die beiden Achse 92 und 109 enthält. Die gegen­ überliegenden Enden der Paare von Federn 100 sitzen in bzw. auf Kipphebeln 108, 110, die schwenkbar gehaltert sind und bezüglich der vertikalen Ebene 106, welche die beiden Achsen 42, 104 enthält, jeweils unter dem gleichen Winkel angeordnet sind.

Um bei einer Drehung der Kipptrommel 44 ein Rückstell­ drehmoment zu erzeugen, schwenken die im Abstand voneinander angeordneten Kipphebel 108, 110 bezüglich der horizontalen Kippachse 104, bleiben aber im übrigen stationär. Das von der Ausgleichsanordnung 56, d. h. dem Federsystem zur Drehmomentenkompensation erzeugte Rückstelldrehmoment, nähert sich dem in entgegengesetzter Richtung bei zunehmendem Kippen der montierten Kamera erzeugten Drehmoment im wesentlichen an. Wie aus der nachfolgenden, detaillierteren Erläuterung deutlich werden wird, ist dabei die Größe der ausgeübten Rückstellkraft voraussagbar und läßt sich leicht so einstellen, daß das durch Geräte mit unterschiedlichem Gewicht und unter­ schiedlicher Schwerpunktslage erzeugte Drehmoment angenähert wird, nämlich durch Einstellen der Länge der Federn 100 selbst oder durch Einstellen des Abstands zwischen der horizontalen Kippachse 42 und der gemeinsamen Achse 104, wobei dieser Abstand nachstehend als Rückstell­ momentradius 118 bezeichnet wird.

Die Auswirkungen einer Drehung der Ausgleichsanordnung 56 lassen sich am besten anhand der schematischen Darstel­ lungen der Ausgleichsanordnung 56 gemäß Fig. 8 bis 10 verstehen. Fig. 8 zeigt die Anordnung 56 für den Fall, daß die Plattform 33 eine horizontale Lage einnimmt. In Fig. 9 und 10 ist die Lage der Federn 100 und der Kipphebel 102, 103, 108 und 110 für den Fall gezeigt, daß die Plattform 33 und die Kipptrommel 44 ausgehend von der neutralen Stellung bzw. dem Zustand gemäß Fig. 8 um 90° im Uhrzeigersinn geschwenkt sind (Fig. 9) bzw. um 90° im Gegenuhrzeigersinn (Fig. 10). Wie aus den angesprochenen Zeichnungsfiguren deutlich wird, behalten die Federn 100, solange die horizontale Kippachse 42 und die gemeinsame Achse 104 nicht zusammenfallen bzw. - mit anderen Worten - solange der Rückstellmomentradius 118 größer als Null ist, keine konstante Länge, wenn die Plattform 33 und die Kipptrommel 44 geschwenkt werden. Wenn sich die Federn 100 eines Satzes verlängern, verkürzen sich die Federn 100 des anderen Satzes im Verlauf der Schwenkbewegung. Aufgrund dieser Verlängerung und Verkürzung der Federn 100 übt die Ausgleichsanordnung 56 ein Rückstelldrehmoment aus, welches sich bei kleinen Kippwinkeln linear ändert und welches einer allgemeinen Kurve folgt, wenn der Kippwinkel weiter zunimmt, wie dies durch die Kurven A bis D in Fig. 11 gezeigt ist.

Der Gelenkkopf 30 kann zur Abstützung verschiedener Typen von Geräten verwendet werden. Dabei erkennt der Fachmann, daß das Drehmoment beim Verschwenken eines schwereren Gerätes oder eines Gerätes mit hochliegendem Schwerpunkt größer ist als das Drehmoment eines leichteren Gerätes oder eines Gerätes mit tiefer liegendem Schwerpunkt. Das erforderliche Rückstelldrehmoment ist also vom Gewicht und der Lage des Schwerpunkts des an dem Gelenkkopf montierten Gerätes abhängig. In Ausgestaltung der Erfindung besteht nunmehr die Möglichkeit, das von der Ausgleichs­ anordnung 56 erzeugte Rückstelldrehmoment mittels einer Einstellvorrichtung 116 derart einzustellen, daß das von verschiedenen Geräten hervorgerufene Drehmoment wirksam ausgeglichen wird. Zum Einstellen des von der Ausgleichs­ anordnung 56 erzeugten Rückstelldrehmoments kann die gemeinsame Achse 104, die durch einen Zapfen 114 definiert wird, bezüglich eines Hilfsgehäuses 186 nach oben oder unten eingestellt werden. Man erkennt, daß die Größe des Rückstelldrehmoments sich verändert, wenn der Rückstell­ momentradius auf diese Weise verstellt wird. Wenn sich die gemeinsame Achse 104, um die die Kipphebel 102, 103 schwenken, der Kippachse 42 nähert, nimmt die Längen­ änderung der Federn 100 bei einer Schwenkbewegung ab und das Rückstelldrehmoment nimmt ebenfalls ab. Das wirksame Rückstelldrehmoment kann also wirksam bis auf Null verstellt werden, wenn man dafür sorgt, daß die gemeinsame Achse 104 mit der Kippachse 42 zusammenfällt.

Wie Fig. 11 zeigt, nimmt das Rückstelldrehmoment bei einer Abnahme des Rückstellmomentradius 118 ebenfalls ab. Die Kurven A bis D zeigen das tatsächliche Rückstelldrehmoment der Ausgleichsanordnung 56 bei einer Abnahme des Rückstellmomentradius 118. Dabei gilt die Kurve A für das beim Kippen der Plattform 33 erzeugte Rückstelldrehmoment bei einem Rückstellmomentradius 118 von 10,95 mm, während die Kurven B, C und D für Radien von 10,16 mm, 6,35 mm und 2,54 mm gelten. Es versteht sich, daß die Kurven, die für unterschiedliche Rückstellmomentradien gelten, ebenso der Verdeutlichung des erzeugten Gegendrehmoments dienen können.

Gemäß einem weiteren, wichtigen Aspekt der Erfindung liegen die Kurven für das tatsächlich erzeugte Gegendrehmoment dicht bei dem theoretisch vorausgesagten Drehmoment, welches durch das Kippen der Plattform 33 und ein darauf montiertes Gerät hervorgerufen wird. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, daß die Bedienungsperson die Ausgleichsanordnung 56 so einstellt, daß das optimale Rückstelldrehmoment erreicht wird, welches erforderlich ist, um das beim Kippen der Plattform 33 und des Gerätes hervorgerufene Drehmoment zu kompensieren. Die theo­ retische Gleichung für das erforderliche Rückstelldreh­ moment zum Ausgleichen des durch das Gewicht der Plattform 33 und des Gerätes erzeugten Drehmoments kann unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden:

Rückstelldrehmoment = W×X×sin α,

wobei W = Gesamtgewicht von Plattform 33 und davon gehaltertem Gerät;
X = Abstand zwischen der horizontalen Kippachse 42 und dem Schwerpunkt der Anordnung aus Plattform 33 und daran gehaltertem Gerät;
α = Kippwinkel der Plattform 33 gegenüber der Horizontalen.

Die theoretischen Drehmomentkurven für verschiedene Plattform-Gerät-Kombinationen mit unterschiedlichem Gewicht und unterschiedlicher Schwerpunktlage sind in Fig. 8 als Kuven E bis G eingezeichnet. Wie aus Fig. 8 deutlich wird, werden diese theoretischen Kurven E bis G durch die tatsächlichen Kurven A bis D sehr eng angenähert.

Man erkennt, daß der Aufbau der Ausgleichsanordnung von dem vorstehend erläuterten und in der Zeichnung gezeigten Aufbau abweichen kann. Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 bis 10 vier Paare von Federn vorgesehen sind, können erfindungsgemäß auch weniger oder mehr Paare von Federn vorgesehen sein, sowie Federn, welche nicht paarweise angeordnet sind, andere Typen von Federn oder Federn, die zu anderen Konfigurationen als der gezeigten angeordnet sind.

Zwei abgewandelte Ausführungsformen von Gegengewichts- Federsystemen sind in Fig. 12 und 13 gezeigt. Gemäß Fig. 12 und 13 können sowohl die gemeinsam montierten Enden 120, 122 als auch die davon unter einem Winkel abstehenden Enden 124, 126 zweier Federn 128, 130 oberhalb oder unterhalb der Kippachse 132 bzw. 134 angeordnet sein. Bei den betrachteten Ausführungsbeispielen können wie bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel Zugfedern, Druckfedern oder Torsionsfedern verwendet werden.

Aus Fig. 12 wird deutlich, daß das eine Ende 124 jeder der Federn 128 an einer schwenkbaren Platte 135 montiert ist. Dabei befinden sich die schwenkbaren Federenden 124 etwa in der Zwei-Uhr-Position und der Zehn-Uhr-Position. Die anderen Enden 120 der Federn 128 sind an einem gemeinsamen Befestigungspunkt befestigt. Im Betrieb werden die Platte 135 und damit die im Abstand voneinander angeord­ neten Enden 124 der Federn 128 um eine feststehende Schwenkachse 132 geschwenkt. Der Abstand zwischen den gemeinsam befestigten Enden 120 der Federn 128 und der Schwenkachse 132 bzw. der Rückstellmomentradius 136 kann dabei eingestellt werden, um die gewünschte Kurve für das Gegen- bzw. Rückstelldrehmoment zu erhalten.

Bei dem in Fig. 13 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Ende jeder der Federn 130 an einem Zapfen 122 befestigt, der von einem Schwenkhebel 137 getragen wird, wobei die Federenden einen gemeinsamen Befestigungspunkt aufweisen. Die gegenüberliegenden Enden 126 der beiden Federn 130 sind etwa in der Vier-Uhr-Position bzw. der Acht-Uhr- Position befestigt. Die gemeinsam montierten Federenden bewegen sich, wenn der Schwenkarm 137 um seine Schwenk­ achse 134 geschwenkt wird. Durch Verändern der Länge des Schwenkarms kann der Abstand zwischen der die Kippachse bildenden Achse 134 und dem Befestigungspunkt der Federn - Zapfen 122 - verändert werden, um das erwünschte Rückstelldrehmoment einzustellen. Außerdem können die äußeren Enden 126 der Federn 130 nach innen bzw. außen verstellt werden, um die Kurve für das Rückstelldrehmoment einzustellen.

Nach den vorausgehenden, generellen Überlegungen soll nunmehr wieder zu dem in Fig. 6 bis 10 gezeigten Ausführungsbeispiel zurückgekehrt werden, wobei zunächst die in Fig. 6 und 7 gezeigte Ausgleichsanordnung 56 detaillierter beschrieben werden soll. Wie diese Figuren zeigen, wird die horizontale Kippachse 42 durch Anord­ nungen 150 und 152 an den einander gegenüberliegenden Stirnseiten der Kipptrommel 44 definiert. Die Anord­ nungen 150 und 152 sind dabei Gußteile, welche im wesentlichen kreisscheibenförmige Platten 154 bzw. 156 mit davon abstehenden Achsstummeln 158 bzw. 160 umfassen. Die Anordnung 150 am verriegelbaren Ende der Trommel und die Anordnung 152 am abbremsbaren Ende der Trommel sind dabei in dem Gehäuse 35 bezüglich der Drehachse 42 drehbar gelagert. Die Ausgleichsanordnung 46 umfaßt acht Federn 100, welche paarweise zwischen oberen und unteren T-förmigen Kipphebeln bzw. Widerlagern 162, 164 bzw. 166, 168 gelagert sind. Die unteren Widerlager 162, 164 sind um die gemeinsame Achse 104 schwenkbar, welche durch den Zapfen 114 definiert wird. Wie aus der Zeichnung deutlich wird, verläuft die Achse 104 des Zapfens 114 parallel zu der horizontalen Kippachse 42 in einer diese Achse enthaltenden, vertikalen Ebene 106.

Die oberen Widerlager 166, 188 sind paarweise angeordnet, wobei das eine Paar von Widerlagern 166 auf einer Seite der vertikalen Ebene 106 angeordnet ist, während das andere Paar von Widerlagern 168 auf der gegenüberliegenden Seite der Ebene 106 angeordnet ist. Die oberen Wider­ lager 166, 168 sitzen drehbar auf Widerlagerzapfen 170 bzw. 172, die gemäß Fig. 6 etwa in der Zwei-Uhr-Position und der Zehn-Uhr-Position angeordnet sind. Die Enden der Widerlagerzapfen 170, 172 sind mit der Anordnung 150 im Bereich einer Grenzfläche 174 verbunden und mit der Anordnung 152 im Bereich einer Grenzfläche 176. Auf diese Weise wird erreicht, daß bei einer Drehung der Kipp­ trommel 44 um die horizontale Achse 42, die durch die Achsstummel 158, 160 definiert wird, die Wider­ lagerzapfen 170, 172 und die von diesen drehbar gehalterten, oberen Widerlager 166, 168 ebenfalls um die horizontale Kippachse 42 der Kipptrommel 44 verschwenkt werden.

Um den gegenseitigen Abstand der oberen Widerlager 166, 168 längs der sie tragenden Zapfen 170, 172 aufrecht­ zuerhalten, sind Distanzbuchsen 178 vorgesehen. Diese Distanzbuchsen 178 sind längs der Zapfen 170, 172 zwischen den oberen Widerlagern 166, 168 und zwischen den oberen Widerlagern 166, 168 und den Grenzflächen 174, 176 an den Anordnungen 150, 152 angeordnet, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist.

Wie aus Fig. 1 deutlich wird, ist zur Einstellung der Größe des von der Ausgleichsanordnung 56 erzeugten Rückstelldrehmoments eine Einstellvorrichtung 58 vorgesehen, mit deren Hilfe die Länge des Rückstell­ momentradius 118 eingestellt werden kann, wie dies oben erläutert wurde. Wie am besten aus Fig. 14 deutlich wird, umfaßt die Halterung 116 für den Zapfen 114 einen Block 184, welcher gleitverschieblich in einem Gehäuse 186 angeordnet ist, das an dem Gehäuse 35 befestigt ist. Zum Verstellen des Zapfens 114 nach oben oder unten dreht der Benutzer den Knopf 58 um eine Einstellschraube 188 zu verdrehen, welche das Gehäuse 186 durchgreift, um diese Schraube 188 weiter in den Block 184 hinein oder aus diesem heraus zu drehen.

Damit die Plattform 33 nach Einstellen eines vorgegebenen Kippwinkels im wesentlichen sicher gehaltert wird, ist erfindungsgemäß in der Anordnung 52 ein Verriegelungs­ mechanismus vorgesehen, welcher mit Hilfe eines Kipp-Verriegelungshebels 54 betätigt werden kann. Wie Fig. 14 zeigt, umfaßt der Verriegelungsmechanismus eine Verriegelungsschraube 190, welche gegen eine Brems­ scheibe 192 festgezogen wird, um die Bremsscheibe 192 zwischen der Verriegelungsschraube 190 und einem Verriegelungsblock 194 sandwichartig einzuklemmen und damit eine weitere Kippbewegung der Plattform 33 zu verhindern. Die Verriegelungsschraube 190 und der Verriegelungsblock 194 drehen sich bei einem Verdrehen der Kipptrommel 44 um die Kippachse 42 nicht. Vielmehr sitzt der Verriegelungsblock 194 in Aussparungen des Haupt­ gehäuses 35 und einer Abdeckung 196 der Verriegelungs­ einrichtungen. Die Verriegelungsschraube 190 ist in den Verriegelungsblock 194 eingeschraubt. Der Verriegelungs­ hebel 54 ist mittels einer Schraube 198 an der Verriege­ lungsschraube 190 befestigt. Auf diese Weise führt ein Schwenken des Verriegelungshebels 54 zu einer axialen Bewegung der damit verbundenen Verriegelungsschraube 190.

Die Bremsscheibe 192 ist mittels Schrauben 200 mit der Anordnung 150 drehfest verbunden. Folglich dreht sich die Bremsscheibe 192 beim Verdrehen der Kipptrommel 44 um die horizontale Achse 42 in dem Zwischenraum, der durch die Verriegelungsschraube 190 und den Verriegelungsblock 194 definiert ist. Man sieht, daß die Bedienungsperson, wenn die Plattform 33 auf einen gewünschten Kippwinkel eingestellt ist, den Verriegelungshebel 54 bequem schwenken kann, um die Verriegelungsschraube 190 axial gegen die Bremsscheibe 192 zu bewegen, um diese zwischen der Verriegelungsschraube 190 und dem Verriegelungs­ block 194 festzuklemmen. Auf diese Weise können die Bremsscheibe 192 und damit die Plattform 33 und die Kipptrommel 44 im wesentlichen bei jedem Kippwinkel innerhalb des Kippbereichs verriegelt werden.

In ähnlicher Weise kann das Hauptgehäuse 35 in jeder horizontalen Position mit Hilfe des in Fig. 15 gezeigten Gelenkkopf-Verriegelungssystems verriegelt werden. Dieses Verriegelungssystem umfaßt einen Verriegelungsknopf 41, einen Verriegelungsschaft 231, einen Bremseinsatz 232 und eine Bremseinlage 233. Der Verriegelungsknopf 41 ist an dem mit einem Gewinde versehenen Bremsschaft 231 mittels einer Schraube 234 befestigt. Zum Einbau des Brems­ schaftes 235 in das Hauptgehäuse 35 ist der mit einem Innengewinde versehene Bremseinsatz 232 mittels einer Schraube 235 in einem Hohlraum des Gehäuses 35 gesichert. In diesen Einsatz kann der Schaft 231 mit seinem Gewinde eingeschraubt werden. Zum Sichern des Gehäuses 35 gegen eine Schwenkbewegung bezüglich der zentralen Nabe 62 ist die Bremseinlage 233 in einer horizontalen Öffnung angrenzend an das innere Ende des Schaftes 231 in dem Gehäuse 35 angeordnet. Wie Fig. 15 zeigt, führt eine Drehung des Verriegelungsknopfes 41 und des damit verbundenen Schaftes 231 zu einer axialen Bewegung des Schaftes in dem Gehäuse 35. Die axiale Bewegung des Schaftes 231 führt zu einer entsprechenden, axialen Bewegung der daran angrenzenden Bremseinlage 233 in dem Gehäuse 35. Wenn der Schaft 231 in das Gehäuse 35 hinein gedreht wird, dann wird dadurch bewirkt, daß die Bremseinlage 233 sich an die Oberfläche der zentralen Nabe 62 anlegt, um auf diese Weise eine Bewegung des Gehäuses 35 bezüglich der Nabe 32 zu verhindern. Wenn der Schaft 231 bezüglich des Gehäuses 35 nach außen gedreht wird, dann wird der Kontakt zwischen der Oberfläche der Nabe 62 und der Bremseinlage 233 wieder aufgehoben, und das Gehäuse 35 kann frei verschwenkt werden.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß erfindungsgemäß ein vielseitiger Gelenkkopf geschaffen wird, der sich horizontal, d. h. um die senkrechte Achse 38 gleichmäßig um einen Winkel von 360° schwenken läßt und Kippbewegungen um 90° nach vorwärts und rückwärts gestattet. Die Ausgleichs­ anordnung enthält Federn, die in einer Ebene angeordnet sind, welche im wesentlichen vertikal und senkrecht zu der horizontalen Kippachse einer Kipptrommel verläuft. Die Federn sind unter einem Winkel bezüglich einer vertikalen Ebene angeordnet, welche die Kippachse enthält, und haben jeweils einen Befestigungspunkt längs einer Achse, die durch einen parallel zu der horizontalen Kippachse verlaufenden Zapfen definiert ist. Dieser Zapfen wird in einer stabilen Lage gehalten, während die entgegen­ gesetzten, unter einem Winkel auseinanderlaufenden Enden der Federn um die Kippachse schwenken, wenn die Kipptrommel gedreht wird. Das Federsystem erzeugt ein Rückstelldrehmoment, welches sich sinusförmig ändert, wenn der Kippwinkel zunimmt, um auf diese Weise das Drehmoment wirksam auszugleichen, welches durch ein am Gelenkkopf montiertes Instrument hervorgerufen wird, wenn dieses um die horizontale Achse gekippt wird. Der stationär angeordnete Zapfen kann nach oben oder unten bewegt werden, um den Abstand zwischen diesem Zapfen und der Kippachse entsprechend dem Gewicht und der Schwerpunktlage der montierten Geräte einzustellen und damit das gewünschte Rückstelldrehmoment zu gewährleisten.

Die Schwenk- und Kippbewegungen werden ferner durch Bremssysteme für die Kipp- und Schwenkbewegungen kontrolliert. Mindestens eine Bremssektoranordnung mit Bremssektoren, zwischen denen kleinere Distanzelemente angeordnet sind, ist am Umfang einer Bremsscheiben­ anordnung, die sich mit einer zugeordneten Achsanordnung dreht, schwenkbar an einem Gehäuse montiert. Die Bremssektor- und die Bremsscheibenanordnungen überlappen sich unterschiedlich stark, um dazwischen einen Zwischenraum zu definieren, in dem sich eine viskose Flüssigkeit befindet. Die Brems- bzw. Schleppwirkung wird dabei durch die Größe des Zwischenraums zwischen der Bremsscheibenanordnung und der mindestens einen Bremssektoranordnung bestimmt, derart, daß ein minimaler Zwischenraum zu einer maximalen Brems- bzw. Schleppwirkung führt. Der Zwischenraum kann dabei sowohl für die Kippachsenbremsvorrichtung als auch für die Schwenk­ achsenbremsvorrichtung mittels Stellhebeln oder -knöpfen eingestellt werden. Ein Verschwenken bzw. Verdrehen des Hebels oder Knopfes führt zu einem Schwenken eines zugehörigen Kurbelarms, wodurch ein Antriebselement für eine Bremssektoranordnung betätigt wird. Hierdurch wird eine Bremssektoranordnung direkt auf die Bremsscheiben­ anordnung zu bzw. von dieser weg bewegt. Verbindungs­ stücke, welche diese Bremssektoranordnung mit weiteren Bremssektoranordnungen verbinden, schwenken letztere im selben Umfang bezüglich der Bremsscheibenanordnung. Auf diese Weise kann der Schwenk- bzw. Gelenkkopf schnell und einfach für gleichmäßige Schwenk- und Kippbewegungen eingestellt werden.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß in der Zeichnung lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele dargestellt sind und daß die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr stehen dem Fachmann, ausgehend von den Ausführungsbeispielen, zahl­ reiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder Ergänzungen zu Gebote, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müßte.

Claims (24)

1. Gelenkkopf zur Halterung eines Instrumentes, insbesondere einer Kamera, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
es ist ein Gehäuse (35) vorgesehen;
es ist eine Kipptrommel (44) mit einer im wesentlichen horizontalen Kippachsenanordnung (150, 152, 170, 172, 114) vorgesehen, welche eine im wesentlichen hori­ zontale Kippachse (42) definiert;
es sind Montageeinrichtungen vorgesehen, mit deren Hilfe die Kipptrommel (44) in dem Gehäuse (35) bezüglich der horizontalen Achse (42) drehbar montiert ist;
es ist eine im wesentlichen vertikale Schwenkachsen­ anordnung (62) vorgesehen, welche eine im wesentlichen vertikale Schwenkachse (38) definiert;
es sind Montageeinrichtungen vorgesehen, mit deren Hilfe das Gehäuse (35) derart an der Schwenkachsen­ anordnung (62) montiert ist, daß es um die vertikale Schwenkachse (38) schwenkbar ist;
es sind mindestens zwei Federn (100) vorgesehen, die in zu der horizontalen Kippachse (42) im wesentlichen senkrechten Ebenen montiert sind;
es sind erste Halterungseinrichtungen (114, 102, 103) vorgesehen, mit deren Hilfe ein Ende jeder der Federn (100) bezüglich einer gemeinsamen, im wesentlichen horizontalen Achse (104) festlegbar ist, welche in einer die Kippachse (42) enthaltenden, im wesentlichen vertikalen Ebene (106) liegt;
es sind zweite Halterungseinrichtungen (170, 172, 108, 110) vorgesehen, mit deren Hilfe das andere Ende jeder der Federn (100) derart festlegbar ist, daß die Federn mit der vertikalen Ebene (106) auf entgegengesetzten Seiten derselben jeweils den gleichen Winkel ein­ schließen;
es sind Sicherungseinrichtungen zum Sichern jeweils eines Endes jeder der Federn gegen eine Drehung bezüglich der Kippachse (42) vorgesehen, wobei die gesicherten Federenden jeweils alle denselben Typ von Halterungseinrichtungen besitzen;
es sind Koppelungseinrichtungen an den gegenüber­ liegenden Enden jeder der Federn (100) vorgesehen, derart, daß diese Federenden mit der Kipptrommel (44) zu einer gemeinsamen Drehung gekoppelt sind, so daß die Federn (100) auf die Kipptrommel (44) ein Rückstelldrehmoment ausüben, wenn die Kippachse (42) und die gemeinsame Achse (104) nicht im wesentlichen zusammenfallen;
es ist mindestens eine Bremsvorrichtung (36, 48) vorgesehen, um bei einer Drehung bezüglich einer der Achsanordnungen eine Bremswirkung auszuüben, wobei die Bremsvorrichtung folgende Elemente umfaßt:
eine kreisförmige Bremsscheibenanordnung (66), die an ihrer zugeordneten Achsanordnung drehfest montiert ist;
mindestens eine Bremssektoranordnung (64), die an dem Gehäuse (35) derart montiert ist, daß sie bezüglich des Umfangs der Bremsscheibenanordnung (66) um eine Achse schwenkbar ist, welche parallel zu der betref­ fenden Drehachse ist, wobei die Bremssektoranordnung (64) an dem Gehäuse (35) angrenzend an die Brems­ scheibenanordnung (66) montiert ist, derart, daß sich zwischen diesen beiden Baueinheiten (64, 66) mindestens ein Zwischenraum ergibt;
Schwenkeinrichtungen (78, 80, 82, 84, 86, 90, 92, 94) zum Schwenken der mindestens einen Bremssektor­ anordnung (64) um ihre Achse (78); und
ein viskoses Fluid, welches in dem Zwischenraum zwischen der Bremssektoranordnung (64) und der Bremsscheibenanordnung (66) vorgesehen ist, derart, daß der Drehung der mit der Bremsscheibenanordnung (66) verbundenen Achsanordnung eine Bremskraft entgegenwirkt.

2. Gelenkkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Bremsvorrichtungen (36, 48) vorgesehen sind, von denen eine der Kippachsenanordnung und eine der Schwenkachsenanordnung zugeordnet ist.

3. Gelenkkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Bremssektoranordnungen (64) vorgesehen sind, von denen jede im wesentlichen denselben Abstand von der Bremsscheibenanordnung (64) aufweist, und daß Koppelungseinrichtungen (80, 82) vorgesehen sind, durch die die Bremssektoranordnungen (64) derart gekoppelt sind, daß ein Schwenken der einen Bremssektoranordnung (64) ein Schwenken aller übrigen Bremssektoranordnungen (64) in einem im wesentlichen gleichen Ausmaß bezüglich der Brems­ scheibenanordnung (66) bewirkt.

4. Gelenkkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelungseinrichtungen für die Bremssektor­ anordnungen (64) mindestens zwei Verbindungsstücke (80) und Gelenkeinrichtungen (82) zum schwenkbaren Verbinden der Enden der Verbindungsstücke (80) mit den Bremssektoranordnungen (64) umfassen, derart, daß das Schwenken einer der Bremssektoranordnungen (64) das Schwenken der Enden der mit dieser Bremssektoranord­ nung (64) verbundenen Verbindungsstücke um die Schwenkachse der Bremssektoranordnung (64) bewirkt, so daß die entgegengesetzten Enden der Verbindungsstücke (80), die mit einer anderen Bremssektoranordnung (64) verbunden sind, auf diese Bremssektoranordnung (64) eine Kraft ausüben, um zu bewirken, daß sich diese weitere Bremssektoranordnung (64) um ihre Schwenkachse dreht.

5. Gelenkkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verstelleinrichtungen (58, 184, 186, 188) zum Verstellen des Abstands zwischen der gemeinsamen Achse (104) und der Kippachse (42) vorgesehen sind.

6. Ausgleichsanordnung für einen Gelenkkopf, gekenn­ zeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
Es ist eine Kipptrommel (44) vorgesehen, welche bezüglich einer im wesentlichen horizontalen Kippachse (42) drehbar montiert ist;
es sind mindestens zwei Federn (100) vorgesehen, die in zu der Kippachse (42) im wesentlichen senkrechten Ebenen montiert sind;
es sind erste Halterungseinrichtungen (114, 102, 103) vorgesehen, mit deren Hilfe ein Ende jeder der Federn (100) bezüglich einer gemeinsamen, im wesentlichen horizontalen Achse (104) festlegbar ist, welche in einer die Kippachse (42) enthaltenden, im wesentlichen vertikalen Ebene liegt;
es sind zweite Halterungseinrichtungen (170, 172, 108, 110) vorgesehen, mit deren Hilfe das andere Ende jeder der Federn (100) derart festlegbar ist, daß die Federn mit der vertikalen Ebene auf entgegengesetzten Seiten derselben jeweils den gleichen Winkel einschließen;
es sind Sicherungseinrichtungen zum Sichern eines Endes jeder der Federn gegen eine Drehung bezüglich der Kippachse (42) vorgesehen, welche denselben Typ von Halterungseinrichtungen besitzen;
es sind Koppelungseinrichtungen an den gegenüber­ liegenden Enden jeder der Federn (100) vorgesehen, derart, daß diese Federenden mit der Kipptrommel (44) zu einer gemeinsamen Drehung gekoppelt sind, so daß die Federn (100) auf die Kipptrommel (44) ein Rückstelldrehmoment ausüben, wenn die Kippachse (42) und die gemeinsame Achse (104) nicht im wesentlichen zusammenfallen;

7. Ausgleichsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Verstelleinrichtungen (58, 184, 186, 188) zum Verstellen des Abstands zwischen der gemeinsamen Achse (104) und der Kippachse (42) vorgesehen sind.

8. Ausgleichsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ersten Halterungseinrichtungen (114, 102, 103) zum Festlegen eines Endes jeder der Federn bezüglich einer im wesentlichen horizontalen gemein­ samen Achse gegen eine Drehung bezüglich der Kippachse (42) gesichert sind.

9. Ausgleichsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweiten Halterungseinrichtungen (170, 172, 108, 110) zum Festlegen der entgegen­ gesetzten Enden der Federn unter einem Winkel gegen eine Drehung bezüglich der Kippachse (42) gesichert sind.

10. Ausgleichsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Verstelleinrichtungen (58, 184, 188) zum Verstellen des Abstands zwischen der gemeinsamen Achse (104) und der Kippachse (42) vorgesehen sind und daß die Verstelleinrichtungen einen Block (184) und ein Gehäuse (186) umfassen, wobei der Block (184) mit der gemeinsamen Achse gekoppelt ist und in dem Gehäuse (186) längs einer im wesentlichen vertikalen Achse gleitverschieblich ist, derart, daß eine Verschiebung des Blockes (184) in dem Gehäuse eine Bewegung der horizontalen gemeinsamen Achse (194) in der die beiden Achsen (42, 104) enthaltenden vertikalen Ebene bewirkt.

11. Ausgleichsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen außerdem eine Einstellschraube (188) und einen Einstellknopf (58) aufweisen, wobei die Einstellschraube (188) eine Öffnung in dem Gehäuse (186) durchgreift und über eine Schraubverbindung derart mit dem Block (184) verbunden ist, daß eine Drehung des Einstellknopfes (58) eine gleitverschiebliche Bewegung des Blockes (184) in dem Gehäuse (186) bewirkt.

12. Ausgleichsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens zwei Tragachsen (170, 172) und einen Tragzapfen (114) umfaßt, welcher sich längs der im wesentlichen horizontalen gemein­ samen Achse (194) erstreckt, daß jede der Federn (100) an dem Tragzapfen montiert ist, daß die gegenüber­ liegenden Enden jeder der Federn (100) an den Tragachsen (170, 172) montiert sind und daß die Tragachsen (170, 172) mit der Kipptrommel (44) drehfest zu einer gemeinsamen Drehung mit derselben verbunden sind.

13. Ausgleichsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Halterungseinrichtungen als Widerlager für die Federn (10) dienende schwenkbare Bügel (102, 103, 108, 110) umfassen, die schwenkbar an den Tragachsen (170, 172) bzw. dem Tragzapfen (114) montiert sind.

14. Ausgleichsanorndung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (100) paarweise parallel angeordnet sind, wobei die einander entsprechenden Enden jedes Paares von Federn (100) jeweils an demselben Bügel (102, 103, 108, 110) montiert sind.

15. Ausgleichsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß vier Paare von Federn (100) vorgesehen sind, wobei zwei Paare von Federn unter einem Winkel bezüglich der genannten Ebene (106) auf der einen Seite derselben angeordnet sind, während die beiden anderen Paare von Federn (100) im wesentlichen unter demselben Winkel bezüglich der vertikalen Ebene (106) auf der anderen Seite derselben angeordnet sind.

16. Ausgleichsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstelldrehmoment ein Drehmoment annähert, welches durch die Kombination eines Gerätes und einer Plattform beim Schwenken um die Kippachse (42) erzeugt wird.

17. Ausgleichsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Rückstelldreh­ momentes einer im wesentlichen sinusförmigen Kurve folgt.

18. Bremsvorrichtung für einen Gelenkkopf zur Halterung eines Instrumentes, insbesondere einer Kamera, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
es ist ein Gehäuse (35) vorgesehen;
es ist eine Achsanordnung (62, 44) vorgesehen, wobei das Gehäuse und die Achsanordnung derart montiert sind, daß sie relativ zueinander um eine Drehachse (38, 42) drehbar sind;
es ist eine kreisförmige Bremsscheibenanordnung vorgesehen (66), die an ihrer zugeordneten Achsanordnung drehfest montiert ist;
es ist mindestens eine Bremssektoranordnung (64) vorgesehen, die an dem Gehäuse (35) derart montiert ist, daß sie bezüglich des Umfangs der Bremsscheiben­ anordnung (66) um eine Achse schwenkbar ist, welche parallel zu der betreffenden Drehachse ist, wobei die Bremssektoranordnung (64) an dem Gehäuse (35) angren­ zend an die Bremsscheibenanordnung (66) montiert ist, derart, daß sich zwischen diesen beiden Baueinheiten (64, 66) mindestens ein Zwischenraum ergibt;
es sind Schwenkeinrichtungen (78, 80, 82, 84, 86, 90, 92, 94) zum Schwenken der mindestens einen Bremssek­ toranordnung (64) um ihre Achse (78) vorgesehen; und
es ist ein viskoses Fluid, welches in dem Zwischenraum zwischen der Bremssektoranordnung (64) und der Bremsscheibenanordnung (66) vorgesehen ist, derart, daß der Drehung der mit der Bremsscheibenanordnung (66) verbundenen Achsanordnung eine Bremskraft entgegenwirkt.

19. Bremsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Koppelungseinrichtungen für die Bremssektoranordnungen (64) mindestens zwei Ver­ bindungsstücke (80) und Gelenkeinrichtungen (82) zum schwenkbaren Verbinden der Enden der Verbindungsstücke (80) mit den Bremssektoranordnungen (64) umfassen, derart, daß das Schwenken einer der Bremssektor­ anordnungen (64) das Schwenken der Enden der mit dieser Bremssektoranordnung (64) verbundenen Verbindungsstücke um die Schwenkachse der Bremssektoranordnung (64) bewirkt, so daß die entgegengesetzten Enden der Verbindungsstücke (80), die mit einer anderen Bremssektoranordnung (64) verbunden sind, auf diese Bremssektoranordnung (64) eine Kraft ausüben, um zu bewirken, daß sich diese weitere Bremssektoranordnung (64) um ihre Schwenkachse dreht.

20. Bremsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schwenkeinrichtungen (78, 80, 82, 84, 86, 90, 92, 94) zum Schwenken einer der Bremssek­ toranordnungen (64) umfassen:
ein Verbindungsstück (84), welches schwenkbar an einer der Bremssektoranordnungen (64a) angelenkt ist;
einen Kurbelarm (90), welcher schwenkbar mit dem Verbindungsstück (84) und dem Gehäuse (35) verbunden ist; und
Schwenkeinrichtungen (50, 94) zum Verschwenken des Kurbelarms (90) bezüglich des Gehäuses (35) derart, daß das Schwenken des Kurbelarms (90) bezüglich des Gehäuses (35) auf das Verbindungsstück (84) eine Kraft ausübt, welche bewirkt, daß die mit dem Verbindungs­ stück verbundene Bremssektoranordnung (64) um ihre Schwenkachse (78) schwenkt und damit die Überlappung zwischen dieser Bremssektoranordnung (64a) und der Bremsscheibenanordnung (66) ändert.

21. Bremsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schwenkeinrichtungen zum Verschwenken des Kurbelarms (90) bezüglich des Gehäuses (35) eine Achse (94) umfassen, an der der Kurbelarm befestigt ist und an der ein Verstellhebel (50) befestigt ist.

22. Bremsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen zum Verschwenken des Kurbelarms (90) bezüglich des Gehäuses (35) folgende Elemente umfassen:
eine erste Welle (94), mit der der Kurbelarm (90) drehfest verbunden ist,
ein Schneckenrad (95b), welches drehfest mit der ersten Welle verbunden ist,
eine zweite Welle, die unter einem Winkel zu der ersten Welle (94) angeordnet ist,
eine Schnecke (95a), welche derart mit der zweiten Welle verbunden ist, daß sie mit dem Schneckenrad (95b) kämmt, und
einen Einstellknopf (40), der drehfest mit der zweiten Welle verbunden ist, derart, daß eine Drehung des Einstellknopfes (40) zu einer Drehung der zweiten Welle und der Schnecke (96a) führt und damit zu einer Drehung des Schneckenrades (95b), die eine Drehung der ersten Welle (94) und damit ein Schwenken des Kurbelarms (90) bewirkt.

23. Bremsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bremssektoranordnung (64) mindestens einen Bremssektor (72) und mindestens ein Distanzelement (74) aufweist, welches kleiner ist als der Bremssektor (72), daß der Bremssektor (72) und das Distanzelement (74) fest miteinander verbunden sind, daß die Bremsscheibenanordnung (66) mindestens eine Bremsscheibe (68) und mindestens ein Distanzelement (70) umfaßt und daß die Bremssektoranordnungen (64) derart an dem Gehäuse montiert sind, daß sich radiale Zwischenräume zwischen den Bremssektoren und dem zu der Bremsscheibenanordnung (66) gehörenden Distanz­ element (70) und zwischen den zu der Bremssektoranord­ nung (64) gehörenden Distanzelementen (74) und der Bremsscheibe (68) ergeben.

24. Bremsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie eine vorgegebene Brems- bzw. Schleppwirkung erzeugt, wenn der Abstand zwischen den Bremssektoranordnungen (64) und der Bremsscheiben­ anordnung (66) einen vorgegebenen Wert aufweist.