EP1348091A1 - Balanced camera tripod head - Google Patents

Balanced camera tripod head

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Publication number
EP1348091A1
EP1348091A1 EP02709995A EP02709995A EP1348091A1 EP 1348091 A1 EP1348091 A1 EP 1348091A1 EP 02709995 A EP02709995 A EP 02709995A EP 02709995 A EP02709995 A EP 02709995A EP 1348091 A1 EP1348091 A1 EP 1348091A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spiral spring
tripod head
camera
head according
arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02709995A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Erwin Tillschneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sachtler GmbH and Co KG
Original Assignee
Sachtler GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10100316A external-priority patent/DE10100316C1/en
Application filed by Sachtler GmbH and Co KG filed Critical Sachtler GmbH and Co KG
Publication of EP1348091A1 publication Critical patent/EP1348091A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F3/00Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/02Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of steel or of other material having low internal friction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/02Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/18Leaf springs
    • F16F1/22Leaf springs with means for modifying the spring characteristic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/28Counterweights, i.e. additional weights counterbalancing inertia forces induced by the reciprocating movement of masses in the system, e.g. of pistons attached to an engine crankshaft; Attaching or mounting same
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16MFRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02Heads
    • F16M11/04Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand
    • F16M11/06Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting
    • F16M11/10Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting around a horizontal axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2238/00Type of springs or dampers
    • F16F2238/02Springs
    • F16F2238/022Springs leaf-like, e.g. of thin, planar-like metal

Definitions

  • the present invention relates to a camera tripod head according to the preamble of claim 1 and claim 7.
  • the camera is mounted on a camera tripod head so that it can be rotated around a horizontal axis (tilt axis) and a vertical axis (swivel axis) so that the camera operator can follow moving objects with the camera lens.
  • tilt axis tilt axis
  • vertical axis tilt axis
  • the device for weight compensation should enable the camera to be tilted without force. It is necessary that the weight balance due to the rapid change of the Load torque when attaching different cameras or camera accessories such as teleprompters etc. can be quickly and easily adapted to different weights and different center of gravity.
  • the weight compensation should hold the camera in any tilt position directly and immediately without any subsequent movement, within a tilt range of at least ⁇ 90 °, in order to be able to cover the entire spatial field of view when tilting the camera.
  • the camera tripod head should also have a friction-free damping device that is independent of the weight balance and also adjustable, if possible.
  • Known camera tripod heads have, for damping the tilting movement, for example, a hydraulic damping member with adjustable rotational resistance, as described in German Patent 24 57 267.
  • German patent P 26 57 692 also describes a damping device for camera tripod heads.
  • weight compensation it is known, for example, to compensate for the tilting moment with a plurality of rubber disk torsion springs arranged one behind the other on the tilt axis (DE 30 26 379).
  • the weight balance can be adjusted here by switching individual springs on or off. It is also known to compensate for the tilting moment by means of compression or tension springs connected in series.
  • a device for balancing the weight of an object to be pivoted about a pitch axis is known.
  • a restoring torque works with the help a spiral spring arrangement via a lever arm on the pitch axis.
  • the compensating device has a reduction gear, the axis of the input shaft being the pitch axis and the spiral spring arrangement acting on the output shaft via a lever arm.
  • the present invention has for its object to provide a camera tripod head with a device for compensating for a weight moment occurring during this tilting movement, which compensates for the tilting moment as precisely as possible and yet can be made compact.
  • the device for compensating for the tilting moment has a driver arrangement which is attached to a tiltable arrangement at a point spaced from the tilting axis and which deflects the spiral spring in the tilting direction when the camera structure is tilted.
  • the spiral spring exerts an essentially sinusoidal restoring moment on the inclinable arrangement and thus on the camera structure via the driver arrangement.
  • at least one spiral spring is deflected by the driver arrangement against the direction of inclination.
  • the distance between the tilt axis and the point of engagement of the driver arrangement on the spiral spring forms a lever arm which is effective for the restoring moment, so that the spiral spring exerts a restoring moment on the camera structure.
  • the restoring force of the spiral spring depends on the angle of inclination of the camera, and the restoring torque generated is sinusoidal.
  • Compensation torque corresponds to the course of the tilting moment when tilting the camera in the entire tilting range of at least + 90 °, so that the camera can be tilted with just as little force at large tilting angles as with small tilting angles and also at large tilting angles in any desired position without any subsequent movement.
  • the spiral spring can be made compact and integrated into the camera tripod head.
  • the driver arrangement is preferably rotatably attached to the inclinable arrangement, the corresponding axis of rotation being parallel to the axis of inclination.
  • This relative rotation means that the tilting movement of the camera is not completely transferred to the spiral springs.
  • an angle is formed between the driver arrangement and the inclinable arrangement, which causes the deflection of the spiral springs to be far less than 90 °.
  • the inclination range of ⁇ 90 ° which is particularly desirable for camera structures, can be guaranteed without the bending springs being stressed beyond their maximum permissible material stresses.
  • the tiltable arrangement has at least one tilt leg, which is preferably connected at one end to a carrier plate on which the camera structure can be mounted.
  • a particularly stable configuration is achieved by using at least two tilt legs arranged parallel to one another.
  • the characteristic curve of the sinusoidal restoring torque can be optimized by suitable selection of the geometrical shape of the spiral spring plate (rectangle, triangle, trapezoid, etc.). Also through recesses, e.g. The behavior of the flexible spring plate can be suitably influenced by punching out material. The deflection of the spiral spring plate is expediently perpendicular to its surface plane.
  • the driver arrangement consists of at least one carrier element which is rotatably connected to the tilt leg, and a driver which deflects the spiral spring.
  • Two or more drivers can also be provided, which then preferably extend parallel to the tilt axis.
  • a driver is then arranged, for example, in the direction of inclination in front of the spiral spring and a second behind the spiral spring, so that one or the other driver deflects the spiral spring depending on the direction of inclination.
  • These drivers can be designed, for example, as rods.
  • a plurality of spiral springs are provided, and a driver is arranged between two spiral springs.
  • Driver and spiral spring are therefore arranged alternately with each other.
  • a particularly compact embodiment of the camera head according to the invention can be achieved by using a spring assembly instead of a single spiral spring.
  • flexible spring assemblies and drivers are then arranged alternately with one another perpendicular to the inclination axis.
  • the individual springs of the spiral spring assemblies are then designed to be relatively thin, as a result of which they can be deflected relatively far with the same length until their maximum permissible material tension is reached.
  • these thin, short springs are combined into packages in which they can move relative to one another.
  • the restoring forces of the short, thin springs in the package then add up to a total restoring force of the package, the short overall length being retained.
  • a lubricant is therefore preferably provided between the spring plates in the package. The reduction in friction also reduces the "tear-free effect" and the hysteresis that occurs when the springs are deformed.
  • the use of spring assemblies also has the advantage that breaking a single spring does not have the same impact as when using single springs.
  • an adjusting device is preferably provided in order to change the effective spring length of the spiral spring so that it is not deformed elastically over its entire length during bending, but only in a partial area.
  • a dynamic influence on the effective spring length is also conceivable, as a result of which the spring characteristic can be adapted to special requirements.
  • the spring length is used in the power of three in the restoring moment.
  • the spring stiffness of the spiral spring of the camera tripod head according to the invention is accordingly adapted to the weight of the camera that is currently on the camera tripod head and then has a profile that corresponds exactly to the profile of the weight moment of the camera when tilting around the tilt axis: If the center of gravity of the camera is located exactly vertically above the tilt axis, no torque is generated by the spring. When the camera is tilted out of the rest position, the tilting moment generated by the camera weight increases sinusoidally with increasing tilt angle, and at the same time the compensation moment generated by the spiral spring also increases sinusoidally. At every tilt angle, the tilt moment is compensated by an exactly the same counter torque, so that the camera is kept in balance in every tilt position. The cameraman then only needs slight forces to tilt the camera, and the camera stops at any angle.
  • the spring stiffness of the spiral spring is infinitely adjustable. So the spring stiffness can be exactly on cameras of any weight and any Center of gravity can be adjusted, whereby common cameras including accessories can have a weight of up to 150 kg and a center of gravity of up to 50 cm.
  • teleprompters and other camera accessories which can also be mounted on the camera tripod head according to the invention, there may be deviating weight and lever ratios; the weight moment resulting from such structures can also be compensated for by the weight compensation device according to the invention.
  • the distance between the tilt axis and the connection point of the tiltable arrangement and driver arrangement, i.e. the lever arm effective for the restoring moment can be made adjustable.
  • the sinusoidal characteristic of the restoring torque can be optimized by shortening or lengthening this lever arm.
  • spiral springs For example, carbon fibers, steel or glass fibers or combinations of these or other materials can be used as the material for the spiral spring.
  • the spiral springs can also be designed in a sandwich construction.
  • the camera tripod head according to the invention also has a device for damping the inclination movement in a further advantageous embodiment.
  • the spiral spring can be designed both as a hollow body and as a solid body or can represent a combination of at least one hollow body and at least one solid body. In the case of several spiral springs or spiral spring assemblies, both hollow and solid bodies can be provided at the same time.
  • the spiral spring can have any suitable geometric shape, that is to say, for example, it can also be cylindrical.
  • two spiral springs can be provided, which are arranged at an inclination angle of 0 ° with respect to a plane running vertically through the inclination axis in mirror image to one another at the same angle.
  • one of the bending springs is deflected more strongly against the direction of inclination and the other less so in the direction of inclination. With negative angles of inclination, the situation is reversed.
  • the driver arrangement is then mounted on the spiral spring in such a way that it can move along the spiral spring in the longitudinal direction of the spiral spring and thereby deflect the spiral spring both at positive and at negative inclination angles of the camera.
  • the driver arrangement can have a carrier rod which is fixedly connected to the inclinable arrangement. When the camera is tilted, the support rod moves relative to the at least one spiral spring. It is therefore advantageous to design the support rod in such a way that as little friction as possible occurs between the support rod and the spiral spring.
  • the support rod can have a circular cross-section and a surface that is as smooth as possible.
  • the carrier rod can alternatively be rotatable about its longitudinal axis with respect to the inclinable arrangement, which creates an additional degree of freedom between the driver arrangement and the at least one spiral spring.
  • a sleeve which can be rotated around this support rod and which rolls on the at least one spiral spring when the camera structure is tilted can be provided.
  • the support rod also has a circular cross section. The rolling sleeve facilitates the relative movement between the support rod and the spiral spring.
  • the sleeve or the rotatable support rod is then preferably guided along the spiral spring in the longitudinal direction of the spiral spring.
  • the driver arrangement is then movable along the spiral spring and can also be pivoted with respect to the spiral spring via the sleeve or the rotatable support rod.
  • the driver arrangement is guided along the spiral spring via the sleeve or the rotatable rod in such a way that it deflects the camera at both positive and negative angles of inclination.
  • FIG. 1 is a schematic view of the forces and moments acting in a first to third embodiment
  • FIG. 2 shows a perspective view of a first embodiment of a camera tripod head according to the invention
  • FIG. 3 shows a front view of a second embodiment of a camera tripod head according to the invention
  • FIG. 5 shows a section through the first embodiment of the camera tripod head according to the invention in the deflected state
  • FIG. 6 shows a third embodiment of the camera tripod head according to the invention with a damping device
  • FIG. 7 is a side view of a fourth embodiment of the camera tripod head according to the invention in two different positions.
  • Fig. 8 is a perspective view of the fourth
  • Fig. 1 illustrates the principle of the first to third embodiment of the present invention and shows schematically a camera structure 1, which is attached to a tiltable arrangement 2, which in turn is rotatable by one Tilt axis N (perpendicular to the plane of the drawing) is mounted on a base element 4, the connection between the base element 4 and the tiltable arrangement 2 not being shown for reasons of clarity.
  • a spiral spring 3 is supported in the base element 4.
  • a driver arrangement 5 is rotatably mounted on the inclinable arrangement 2, and the spiral spring 3 is connected to the inclinable arrangement 2 via this driver arrangement 5. A sliding movement between driver arrangement 5 and spiral spring 3 is possible.
  • Fig. 1 also illustrates the forces and moments in the system.
  • the lever arm a which corresponds to the distance of the tilt axis N from the point of contact between the driver arrangement 5 and the tiltable arrangement 2, contributes to the restoring torque Mr generated by the spiral spring 3.
  • the spring force FF of the spiral spring 3 is dependent on the sine of the angle of inclination ⁇ , so that there is a restoring torque which, like the tilting moment MN, is sinusoidal.
  • a restoring torque Mr results, which compensates for the tilting moment MN.
  • the restoring torque can also be adapted precisely to a given camera weight G and a center of gravity h, so that it exactly compensates for the tilting moment MN that occurs when the camera is tilted.
  • the base element 4 here consists of a base plate 10 and two base arms 11.
  • an arrangement of spiral spring plates 3, which cooperates with a driver arrangement 5, is used.
  • the bending spring plates 3 are braced at their lower end via an adjusting device with the base element 4.
  • the adjusting device includes a sliding element 8, which can be displaced vertically relative to the base element 4 by means of an adjusting screw 9, as a result of which the point of engagement of the driver arrangement 5 on the spiral spring plates 3 is shifted, so that the effective spring length of the spiral spring plates 3 changes.
  • Two guide grooves 15 are used to guide the sliding element 8 of the adjusting device vertically relative to the base element 4.
  • the spiral spring plates 3 are connected to drivers 7 of the driver arrangement 5.
  • These drivers 7 are connected to the tilt legs 2 'via two support elements 6, the support elements 6 being able to rotate relative to the tilt legs 2' about an axis Z which is parallel to the tilt axis N.
  • the distance between the tilt axis N and the axis Z corresponds to the above-mentioned lever arm a, which is not adjustable in the present embodiment. If the tilt legs 2 'and thus also the camera structure are inclined around the tilt axis N, this movement is transmitted from the tilt legs 2' via the carrier elements 6 and the drivers 7 to the
  • Fig. 3 is a front view of a second embodiment of a camera tripod head according to the invention.
  • this second embodiment uses spring assemblies 3 'made of spiral spring plates instead of individual spiral spring plates 3, which, however, is not yet apparent from FIG. 3.
  • the second embodiment corresponds to the first, and in FIG. 3 it can be seen even more clearly how the spiral spring assemblies 3 'are connected to the base element 4 via the sliding element 8 and the adjusting screw 9 of the adjusting device.
  • the structure of the driver arrangement 5, consisting of carrier elements 6, drivers 7 and rollers 13 arranged around them, can be seen.
  • sectional spring packages 3 'used in the second embodiment can now be seen in the sectional view in FIG. 4.
  • the use of spiral spring assemblies 3 'instead of individual spiral springs 3 offers the advantage that the spiral springs can be made shorter and still exert the desired restoring force.
  • FIG. 4 also shows that the spiral spring assemblies 3 'contact the three rollers 13 in the rest position shown, so that play is avoided in the rest position.
  • the middle one of the rollers 13 even exerts a slight pretension on the spiral spring assemblies 3 'in the rest position.
  • FIG. 5 shows a section through the first embodiment of the invention shown in FIG. 2, in which four individual spiral spring plates 3 are provided, each of which is arranged between two drivers 7. 5, the tiltable arrangement 2 with the tilt legs 2 'is inclined around the tilt axis N, and it becomes clear in which way the carrier element 6 of the driver arrangement rotates with respect to the tilt legs 2' during this tilting movement.
  • This relative rotation has the effect that the spiral spring plates 3 do not completely follow the inclination of the tilt legs 2 'and are therefore not subjected to greater stress than is permissible.
  • FIG. 6 shows a third embodiment of the camera tripod head according to the invention, which is equipped with a device for damping the tilting movement.
  • first annular disks 17 are provided, which in this embodiment are formed integrally with the shaft 16.
  • a second ring disk 18 is arranged between two first ring disks 17, the second ring disks 18 being integrally formed with a damping housing 19 in this embodiment.
  • a damping medium is located between the first ring disks 17 and the second ring disks 18.
  • the second ring disks 18 can engage on their outer circumference with a coupling element (not shown).
  • This coupling element makes it possible to lock any number of the second ring disks 18 in a manner fixed to the housing, i.e. lock against twisting.
  • the relative movement of the ring disks 17 creates a hydraulic damping force, the degree of damping of the device being able to be set via the number of ring disks which are locked in place with the housing.
  • the driver arrangement 105 here has a carrier rod 106 with a circular cross section, which is firmly connected to the tiltable arrangement 102.
  • a sleeve 107 is provided so as to be rotatable around the support rod 106.
  • two spiral springs 103 are provided, each of which is firmly clamped to the base element 104 at one end and rest on the rotatable sleeve 107 of the driver device 105 at the other end.
  • the two spiral springs 103 are arranged at an inclination angle of 0 ° (shown in solid lines in FIGS. 7 and 8) with respect to a plane running vertically through the inclination axis N in mirror image with respect to one another at the same angle.
  • the driver device 105 rolls over the sleeve 107 on the spiral springs 103 and deflects a spiral spring 103 (the one shown in the drawing on the left) more strongly against the direction of inclination others (shown on the right in the drawing) are less inclined.
  • a fifth embodiment of the weight compensation according to the invention which is not shown in the drawings, finally has only a single spiral spring or a single spiral spring package.
  • the arrangement of the fifth embodiment basically corresponds to the arrangement shown in FIG. 7, with the difference that the second spiral spring shown on the right in FIG. 7 is dispensed with. So that the spiral spring nonetheless exerts a restoring moment on the camera structure both at positive and at negative inclination angles of the camera, it is necessary in this case to provide a guide between the driver arrangement and the individual spiral spring.
  • this guide is realized on the sleeve, which in turn is rotatably provided around the support rod.
  • the spiral spring is guided with respect to the sleeve so that the sleeve can move along the spiral spring in the longitudinal direction of the spiral spring. Since the sleeve is also rotatably mounted with respect to the carrier rod, the driver arrangement can move relative to the individual spiral spring without problems and deflect it at both positive and negative inclination angles of the camera without the system jamming.

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Abstract

The invention relates to an balanced camera tripod head that comprises: a base element (4); a tiltable arrangement (2) that is linked with the base element (4) so as to be rotatable about a tilt axis (N) and that can be rigidly linked with a camera system; and a device for compensating for a tilt moment that occurs when the head is tilted which comprises at least one spiral spring (3) that rests with its one end on the base element (4). The device for compensating for the tilt moment comprises a follower device (5) that is mounted on the tiltable arrangement (2) at a distance to the tilt axis (N) and that deflects the spiral spring (3) when the camera system is tilted. Said spiral spring (3) exerts a substantially sinusoidal restoring moment on the tiltable arrangement and thus on the camera system.

Description

Kamerastativkopf mit Gewichtsausgleich Camera tripod head with weight balance
Technisches GebietTechnical field
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kamerastativkopf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des Anspruchs 7.The present invention relates to a camera tripod head according to the preamble of claim 1 and claim 7.
Kameras, die - beispielsweise aufgrund ihres Gewichts oder ihrer Größe oder aufgrund besonderer Anforderungen an eine ruhige Kameraführung - nicht von Hand gehalten werden können, ruhen auf einem Kamerastativ oder einem Kamerapedestal. Dabei ist die Kamera auf einem Kamerastativkopf um eine horizontale Achse (Neigeachse) und eine vertikale Achse (Schwenkachse) drehbar gelagert, damit der Kameramann mit dem Kameraobjektiv bewegten Objekten folgen kann. (Im folgenden wird allein der Begriff "Kamerastativ" verwendet; die Ausführungen gelten jedoch ebenso für Kamerapedestale . ) Beim Neigen der Kamera, d.h. beim Drehen des Kamerastativkopfes um seine Neigeachse, bewirkt der Abstand des Schwerpunkts der Kamera von dieser Neigeachse (Schwerpunktshöhe) zusammen mit der Gewichtskraft der Kamera ein vom Neigewinkel abhängiges Drehmoment um die Neigeachse .Cameras that cannot be held by hand - for example due to their weight or size or due to special requirements for quiet camera operation - rest on a camera tripod or a camera pedal. The camera is mounted on a camera tripod head so that it can be rotated around a horizontal axis (tilt axis) and a vertical axis (swivel axis) so that the camera operator can follow moving objects with the camera lens. (In the following only the term "camera tripod" is used; however, the explanations also apply to camera pedals.) When tilting the camera, i.e. When turning the camera tripod head around its tilt axis, the distance of the center of gravity of the camera from this tilt axis (center of gravity height) together with the weight of the camera causes a torque around the tilt axis that is dependent on the tilt angle.
Die Einrichtung für den Gewichtsausgleich soll durch die Kompensation dieses Neigemoments ein kraftfreies Neigen der Kamera ermöglichen. Dabei ist es erforderlich, dass der Gewichtsausgleich aufgrund des raschen Wechsels des Lastmoments beim Aufsetzen von verschiedenen Kameras oder von Kamerazubehör wie Telepromptern etc. schnell und einfach an verschiedene Gewichte und verschiedene Schwerpunktshöhen anpassbar ist.By compensating for this tilting moment, the device for weight compensation should enable the camera to be tilted without force. It is necessary that the weight balance due to the rapid change of the Load torque when attaching different cameras or camera accessories such as teleprompters etc. can be quickly and easily adapted to different weights and different center of gravity.
Außerdem soll der Gewichtsausgleich die Kamera in jeder Neigeposition direkt und unmittelbar ohne jede Nachbewegung halten, und zwar innerhalb eines Neigebereichs von mindestens ± 90°, um das gesamte räumliche Gesichtsfeld beim Neigen der Kamera abdecken zu können.In addition, the weight compensation should hold the camera in any tilt position directly and immediately without any subsequent movement, within a tilt range of at least ± 90 °, in order to be able to cover the entire spatial field of view when tilting the camera.
Um sanfte Neigebewegungen zu ermöglichen, sollte der Kamerastativkopf darüber hinaus eine vom Gewichtsausgleich unabhängige, möglichst ebenfalls verstellbare, reibungsfreie Dämpfungseinrichtung aufweisen.In order to enable smooth tilting movements, the camera tripod head should also have a friction-free damping device that is independent of the weight balance and also adjustable, if possible.
Stand der TechnikState of the art
Bekannte Kamerastativköpfe weisen zum Dämpfen der Neigebewegung beispielsweise ein hydraulisches Dämpfungsglied mit einstellbarem Drehwiderstand auf, wie es in der Deutschen Patentschrift 24 57 267 beschrieben ist. Auch das Deutsche Patent P 26 57 692 beschreibt eine Dämpfungseinrichtung für Kamerastativköpfe .Known camera tripod heads have, for damping the tilting movement, for example, a hydraulic damping member with adjustable rotational resistance, as described in German Patent 24 57 267. German patent P 26 57 692 also describes a damping device for camera tripod heads.
Hinsichtlich des Gewichtsausgleichs ist es beispielsweise bekannt, das Neigemoment mit mehreren auf der Neigeachse hintereinander angeordneten Scheibentorsionsfedern aus Gummi zu kompensieren (DE 30 26 379) . Der Gewichtsausgleich kann hier über das Zu- oder Abschalten von einzelnen Federn angepasst werden. Bekannt ist außerdem eine Kompensation des Neigemoments über hintereinander geschaltete Druck- oder Zugfedern .With regard to weight compensation, it is known, for example, to compensate for the tilting moment with a plurality of rubber disk torsion springs arranged one behind the other on the tilt axis (DE 30 26 379). The weight balance can be adjusted here by switching individual springs on or off. It is also known to compensate for the tilting moment by means of compression or tension springs connected in series.
Aus der DE 39 08 682 AI ist eine Vorrichtung zum Ausgleich des Gewichtes eines um eine Nickachse zu schwenkenden Gegenstands bekannt. Ein Rückstellmoment wirkt mit Hilfe einer Biegefederanordnung über einen Hebelarm auf die Nickachse. Um den Nickbereich zu vergrößern und bei allen Nickwinkeln eine ideale Drehmomentkompensation zu erzielen, weist die Ausgleichsvorrichtung ein Untersetzungsgetriebe auf, wobei die Achse der Eingangswelle die Nickachse ist und wobei die Biegefederanordnung über einen Hebelarm auf die Ausgangswelle wirkt.From DE 39 08 682 AI a device for balancing the weight of an object to be pivoted about a pitch axis is known. A restoring torque works with the help a spiral spring arrangement via a lever arm on the pitch axis. In order to enlarge the pitch range and to achieve ideal torque compensation at all pitch angles, the compensating device has a reduction gear, the axis of the input shaft being the pitch axis and the spiral spring arrangement acting on the output shaft via a lever arm.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kamerastativkopf mit einer Einrichtung zum Ausgleichen eines bei dieser Neigebewegung auftretenden Gewichtsmoments zu schaffen, die das Neigemoment möglichst exakt kompensiert und dennoch kompakt ausgeführt werden kann.The present invention has for its object to provide a camera tripod head with a device for compensating for a weight moment occurring during this tilting movement, which compensates for the tilting moment as precisely as possible and yet can be made compact.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kamerastativkopf mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Kamerastativkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.This object is achieved by a camera tripod head with the features of claim 1 and by a camera tripod head with the features of claim 7.
Gemäß dem Patentanspruch 1 weist die Einrichtung zum Ausgleichen des Neigemoments eine Mitnehmeranordnung auf, welche an einer von der Neigeachse beabstandeten Stelle an einer neigbaren Anordnung angebracht ist und beim Neigen des Kameraaufbaus die Biegefeder in Neigungsrichtung auslenkt. Die Biegefeder übt über die Mitnehmeranordnung ein im wesentlichen sinusförmiges Rückstellmoment auf die neigbare Anordnung und somit auf den Kameraaufbau aus. Im Gegensatz dazu wird gemäß dem Patentanspruch 7 zumindest eine Biegefeder durch die Mitnehmeranordnung entgegen der Neigungsrichtung ausgelenkt.According to claim 1, the device for compensating for the tilting moment has a driver arrangement which is attached to a tiltable arrangement at a point spaced from the tilting axis and which deflects the spiral spring in the tilting direction when the camera structure is tilted. The spiral spring exerts an essentially sinusoidal restoring moment on the inclinable arrangement and thus on the camera structure via the driver arrangement. In contrast, at least one spiral spring is deflected by the driver arrangement against the direction of inclination.
Der Abstand zwischen der Neigeachse und dem Angriffspunkt der Mitnehmeranordnung an der Biegefeder bildet einen für das Rückstellmoment wirksamen Hebelarm, so dass die Biegefeder ein Rückstellmoment auf den Kameraaufbau ausübt. Die Rückstellkraft der Biegefeder ist abhängig von dem Neigungswinkel der Kamera, und das erzeugte Rückstellmoment ist sinusförmig.The distance between the tilt axis and the point of engagement of the driver arrangement on the spiral spring forms a lever arm which is effective for the restoring moment, so that the spiral spring exerts a restoring moment on the camera structure. The The restoring force of the spiral spring depends on the angle of inclination of the camera, and the restoring torque generated is sinusoidal.
Dies bietet den Vorteil, dass der Verlauf desThis has the advantage that the course of the
Kompensationsmoments dem Verlauf des Neigemoments beim Neigen der Kamera im gesamten Neigebereich von mindestens + 90° entspricht, so dass sich die Kamera bei großen Neigewinkeln ebenso kraftarm neigen lässt wie bei kleinen Neigewinkeln und auch bei großen Neigewinkeln in jeder gewünschten Stellung ohne Nachbewegung stehen bleibt. Gleichzeitig kann die Biegefeder kompakt ausgeführt und in den Kamerastativkopf integriert werden.Compensation torque corresponds to the course of the tilting moment when tilting the camera in the entire tilting range of at least + 90 °, so that the camera can be tilted with just as little force at large tilting angles as with small tilting angles and also at large tilting angles in any desired position without any subsequent movement. At the same time, the spiral spring can be made compact and integrated into the camera tripod head.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Kamerastativkopfes gemäß dem Patentanspruch 1 ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen .Advantageous embodiments of the camera tripod head according to claim 1 result from the associated subclaims.
So ist die Mitnehmeranordnung vorzugsweise drehbar an der neigbaren Anordnung angebracht, wobei die entsprechende Drehachse parallel zur Neigeachse liegt. Diese Relativdrehung bewirkt, dass die Neigebewegung der Kamera nicht vollständig auf die Biegefedern übertragen wird. Beispielsweise bildet sich bei einem Neigewinkel der Kamera und somit auch der neigbaren Anordnung von 90° ein Winkel zwischen der Mitnehmeranordnung und der neigbaren Anordnung aus, der bewirkt, dass die Auslenkung der Biegefedern weitaus weniger als 90° beträgt. So kann der insbesondere für Kameraaufbauten gewünschte Neigungsbereich von ± 90° gewährleistet werden, ohne dass die Biegefedern über ihre maximal zulässigen Materialspannungen hinaus beansprucht würden.The driver arrangement is preferably rotatably attached to the inclinable arrangement, the corresponding axis of rotation being parallel to the axis of inclination. This relative rotation means that the tilting movement of the camera is not completely transferred to the spiral springs. For example, with an inclination angle of the camera and thus also the inclinable arrangement of 90 °, an angle is formed between the driver arrangement and the inclinable arrangement, which causes the deflection of the spiral springs to be far less than 90 °. In this way, the inclination range of ± 90 °, which is particularly desirable for camera structures, can be guaranteed without the bending springs being stressed beyond their maximum permissible material stresses.
Dazu ist es insbesondere vorteilhaft, wenn sich die Mitnehmeranordnung beim Neigen der Kamera relativ zu der Biegefeder bewegt. In einer vorteilhaften, stabilen Ausgestaltung weist die neigbare Anordnung zumindest einen Neigeschenkel auf, der an seinem einen Ende vorzugsweise mit einer Trägerplatte verbunden ist, auf die der Kameraaufbau montiert werden kann. Eine besonders stabile Ausgestaltung wird durch die Verwendung von zumindest zwei parallel zueinander angeordneten Neigeschenkeln erreicht.For this purpose, it is particularly advantageous if the driver arrangement moves relative to the spiral spring when the camera is tilted. In an advantageous, stable embodiment, the tiltable arrangement has at least one tilt leg, which is preferably connected at one end to a carrier plate on which the camera structure can be mounted. A particularly stable configuration is achieved by using at least two tilt legs arranged parallel to one another.
Eine Möglichkeit zur Ausgestaltung der Biegefeder besteht in dem Vorsehen einer Biegefederplatte . Durch geeignete Wahl der geometrischen Form der Biegefederplatte (Rechteck, Dreieck, Trapez, etc.) kann die Kennlinie des sinusförmigen Rückstellmoments optimiert werden. Auch durch Ausnehmungen, die z.B. durch das Ausstanzen von Material entstehen, kann das Verhalten der Biegefederplatte geeignet beeinflusst werden. Die Auslenkung der Biegefederplatte erfolgt sinnvollerweise senkrecht zu ihrer Flächenebene.One way of designing the spiral spring is to provide a spiral spring plate. The characteristic curve of the sinusoidal restoring torque can be optimized by suitable selection of the geometrical shape of the spiral spring plate (rectangle, triangle, trapezoid, etc.). Also through recesses, e.g. The behavior of the flexible spring plate can be suitably influenced by punching out material. The deflection of the spiral spring plate is expediently perpendicular to its surface plane.
Ebenso denkbar ist jedoch die Verwendung von anderen Biegefederformen wie z.B. Federstäben, die zylindrisch, konisch, hohl, etc. ausgestaltet sein können.However, the use of other spiral spring shapes such as e.g. Spring bars that can be cylindrical, conical, hollow, etc.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht die Mitnehmeranordnung aus zumindest einem Trägerelement, welches drehbar mit dem Neigeschenkel verbunden ist, und einem Mitnehmer, der die Biegefeder auslenkt. Es können auch zwei oder mehr Mitnehmer vorgesehen sein, welche sich dann vorzugsweise parallel zur Neigeachse erstrecken. Ein Mitnehmer ist dann beispielsweise in Neigungsrichtung vor der Biegefeder und ein zweiter hinter der Biegefeder angeordnet, so dass abhängig von der Neigungsrichtung der eine oder der andere Mitnehmer die Biegefeder auslenkt. Diese Mitnehmer können beispielsweise als Stangen ausgestaltet sein.In an advantageous embodiment, the driver arrangement consists of at least one carrier element which is rotatably connected to the tilt leg, and a driver which deflects the spiral spring. Two or more drivers can also be provided, which then preferably extend parallel to the tilt axis. A driver is then arranged, for example, in the direction of inclination in front of the spiral spring and a second behind the spiral spring, so that one or the other driver deflects the spiral spring depending on the direction of inclination. These drivers can be designed, for example, as rods.
Um die Reibungsverluste bei der Übertragung der Neigungsbewegung von der Mitnehmeranordnung auf die Biegefedern möglichst gering zu halten, ist es vorteilhaft, an der Mitnehmeranordnung reibungsvermindernde Elemente z.B. in Form von Rollen oder Kugellagern vorzusehen. Je geringer die Reibung zwischen Biegefeder und Mitnehmerachsen ist, desto geringer ist der am Beginn einer Neigungsbewegung auftretende "Losreißeffekt".In order to keep the friction losses as low as possible during the transfer of the inclination movement from the driver arrangement to the spiral springs, it is advantageous to provide friction-reducing elements on the driver arrangement, for example in the form of rollers or ball bearings. The lower the friction between the spiral spring and the driving axles, the less the "tear-free effect" that occurs at the beginning of an inclination movement.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kamerastativkopfes sind mehrere Biegefedern vorgesehen, und jeweils ein Mitnehmer ist zwischen zwei Biegefedern angeordnet. Mitnehmer und Biegefeder sind daher abwechselnd miteinander angeordnet.In a further embodiment of the camera tripod head according to the invention, a plurality of spiral springs are provided, and a driver is arranged between two spiral springs. Driver and spiral spring are therefore arranged alternately with each other.
Eine besonders kompakte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kamerakopfes kann dadurch erzielt werden, dass ein Federpaket anstelle einer einzelnen Biegefeder verwendet werden. Im Fall von mehreren Biegefederpaketen sind dann Biegefederpakete und Mitnehmer senkrecht zur Neigeachse miteinander abwechselnd angeordnet. Die Einzelfedern der Biegefederpakete sind dann relativ dünn ausgestaltet, wodurch sie bei gleichbleibender Länge relativ weit ausgelenkt werden können, bis ihre maximal zulässige Materialspannung erreicht ist. Je dünner eine Biegefeder ausgestaltet ist, desto kürzer kann sie daher gewählt werden, um eine gewünschte maximale Auslenkung zu gewährleisten. Um dennoch eine zufriedenstellende Rückstellkraft zu erreichen, werden diese dünnen, kurzen Federn zu Paketen zusammengefasst , in denen sie sich relativ zueinander bewegen können. Die Rückstellkräfte der kurzen, dünnen Federn im Paket addieren sich dann zu einer Gesamtrückstellkraft des Pakets, wobei die kurze Baulänge erhalten bleibt. Mit der Anzahl der Federn im Paket steigt allerdings auch die Anzahl der Kontaktflächen und somit der Reibungsverlust. Zwischen den Federplatten im Paket ist daher vorzugsweise ein Schmiermittel vorgesehen. Durch die Verringerung der Reibung reduzieren sich wiederum auch der "Losreiße fekt" sowie die bei der Verformung der Federn auftretende Hysterese. Die Verwendung von Federpaketen hat außerdem den Vorteil, dass sich ein Bruch einer einzelnen Feder nicht so stark auswirkt wie bei der Verwendung von Einzelfedern.A particularly compact embodiment of the camera head according to the invention can be achieved by using a spring assembly instead of a single spiral spring. In the case of several spiral spring assemblies, flexible spring assemblies and drivers are then arranged alternately with one another perpendicular to the inclination axis. The individual springs of the spiral spring assemblies are then designed to be relatively thin, as a result of which they can be deflected relatively far with the same length until their maximum permissible material tension is reached. The thinner a spiral spring is, the shorter it can therefore be chosen to ensure a desired maximum deflection. In order to still achieve a satisfactory restoring force, these thin, short springs are combined into packages in which they can move relative to one another. The restoring forces of the short, thin springs in the package then add up to a total restoring force of the package, the short overall length being retained. However, with the number of springs in the package, the number of contact surfaces and thus the loss of friction also increases. A lubricant is therefore preferably provided between the spring plates in the package. The reduction in friction also reduces the "tear-free effect" and the hysteresis that occurs when the springs are deformed. The use of spring assemblies also has the advantage that breaking a single spring does not have the same impact as when using single springs.
Zum Anpassen der Gewichtsausgleichsvorrichtung an verschiedene Kameragewichte und Schwerpunktshöhen ist vorzugsweise eine EinStelleinrichtung vorgesehen, um die wirksame Federlänge der Biegefeder zu verändern, so dass diese beim Biegen nicht über ihre gesamte Länge, sondern nur in einem Teilbereich elastisch verformt werden. Dabei ist auch eine dynamische Beeinflussung der wirksamen Federlänge denkbar, wodurch die Federkennlinie besonderen Anforderungen angepasst werden kann. Die Federlänge geht in dritter Potenz in das Rückstellmoment ein.To adjust the weight compensation device to different camera weights and center of gravity, an adjusting device is preferably provided in order to change the effective spring length of the spiral spring so that it is not deformed elastically over its entire length during bending, but only in a partial area. A dynamic influence on the effective spring length is also conceivable, as a result of which the spring characteristic can be adapted to special requirements. The spring length is used in the power of three in the restoring moment.
Die Federsteifigkeit der Biegefeder des erfindungsgemäßen Kamerastativkopfs wird demnach an das Gewicht der Kamera, die sich momentan auf dem Kamerastativkopf befindet, angepasst und hat dann einen Verlauf, der exakt dem Verlauf des Gewichtsmoments der Kamera beim Neigen um die Neigeachse entspricht: Wenn der Massenschwerpunkt der Kamera genau vertikal oberhalb der Neigeachse liegt, wird kein Drehmoment von der Feder erzeugt. Beim Neigen der Kamera aus der Ruhelage steigt das durch das Kameragewicht erzeugte Neigemoment mit wachsendem Neigewinkel sinusförmig an, und gleichzeitig wächst auch das von der Biegefeder erzeugte Kompensationsmoment sinusförmig an. In jedem Neigewinkel wird das Neigemoment also durch ein exakt gleich großes Gegenmoment kompensiert, so dass die Kamera in jeder Neigelage im Gleichgewicht gehalten wird. Der Kameramann benötigt dann nur geringfügige Kräfte zum Neigen der Kamera, und die Kamera bleibt in jedem Neigewinkel stehen.The spring stiffness of the spiral spring of the camera tripod head according to the invention is accordingly adapted to the weight of the camera that is currently on the camera tripod head and then has a profile that corresponds exactly to the profile of the weight moment of the camera when tilting around the tilt axis: If the center of gravity of the camera is located exactly vertically above the tilt axis, no torque is generated by the spring. When the camera is tilted out of the rest position, the tilting moment generated by the camera weight increases sinusoidally with increasing tilt angle, and at the same time the compensation moment generated by the spiral spring also increases sinusoidally. At every tilt angle, the tilt moment is compensated by an exactly the same counter torque, so that the camera is kept in balance in every tilt position. The cameraman then only needs slight forces to tilt the camera, and the camera stops at any angle.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kamerastativkopfs ist die Federsteifigkeit der Biegefeder stufenlos einstellbar. So kann die Federsteifigkeit exakt an Kameras mit beliebigem Gewicht und beliebiger Schwerpunktshöhe angepasst werden, wobei gängige Kameras inklusive Zubehör ein Gewicht von bis zu 150 kg und eine Schwerpunktshöhe von bis zu 50 cm aufweisen können. Bei Telepromptern und weiterem Kamerazubehör, das ebenso auf den erfindungsgemäßen Kamerastativkopf montiert werden kann, mögen davon abweichende Gewichts- und Hebelverhältnisse vorliegen; auch das durch solche Aufbauten entstehende Gewichtsmoment kann von der erfindungsgemäßen Einrichtung für den Gewichtsausgleich kompensiert werden.In an advantageous embodiment of the camera tripod head according to the invention, the spring stiffness of the spiral spring is infinitely adjustable. So the spring stiffness can be exactly on cameras of any weight and any Center of gravity can be adjusted, whereby common cameras including accessories can have a weight of up to 150 kg and a center of gravity of up to 50 cm. In teleprompters and other camera accessories, which can also be mounted on the camera tripod head according to the invention, there may be deviating weight and lever ratios; the weight moment resulting from such structures can also be compensated for by the weight compensation device according to the invention.
Außerdem kann auch der Abstand zwischen der Neigeachse und der Verbindungsstelle von neigbarer Anordnung und Mitnehmeranordnung, d.h. der für das Rückstellmoment wirksame Hebelarm, verstellbar ausgestaltet werden. Über ein Verkürzen oder Verlängern dieses Hebelarms kann die sinusförmige Kennlinie des Rückstellmoments optimiert werden. Ebenso gut ist es jedoch möglich, den Hebelarm einmal geeignet festzulegen und nicht veränderbar zu gestalten.In addition, the distance between the tilt axis and the connection point of the tiltable arrangement and driver arrangement, i.e. the lever arm effective for the restoring moment can be made adjustable. The sinusoidal characteristic of the restoring torque can be optimized by shortening or lengthening this lever arm. However, it is equally possible to set the lever arm appropriately and not to make it changeable.
Um das Federmaterial möglichst gut auszunutzen, ist es sinnvoll, die Biegefeder bei einem Neigewinkel der Kamera von 90° annähernd mit ihrer zulässigen Materialspannung zu beanspruchen .In order to make the best possible use of the spring material, it makes sense to stress the spiral spring with its permissible material tension at an angle of 90 ° for the camera.
Als Material für die Biegefeder können beispielsweise Kohlefasern, Stahl oder Glasfasern oder auch Kombinationen aus diesen oder anderen Materialien verwendet werden. Die Biegefedern können außerdem auch in Sandwichbauweise ausgeführt sein.For example, carbon fibers, steel or glass fibers or combinations of these or other materials can be used as the material for the spiral spring. The spiral springs can also be designed in a sandwich construction.
Außerdem ist es vorteilhaft, die Biegefeder so relativ zu Sockelelement und Mitnehmeranordnung anzuordnen, dass bei einem Neigungswinkel von 0° eine geringe Vorspannkraft auf die Biegefeder wirkt. So wird in der Ruhelage von 0° ein Spiel vermieden. Wie oben ausgeführt, weist der erfindungsgemäße Kamerastativkopf in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung außerdem eine Einrichtung zum Dämpfen der Neigungsbewegung auf .In addition, it is advantageous to arrange the spiral spring relative to the base element and driver arrangement in such a way that a slight pretensioning force acts on the spiral spring at an inclination angle of 0 °. A game is thus avoided in the rest position of 0 °. As stated above, the camera tripod head according to the invention also has a device for damping the inclination movement in a further advantageous embodiment.
Schließlich kann die Biegefeder sowohl als Hohlkörper als auch als Vollkörper ausgestaltet sein oder eine Kombination aus zumindest einem Hohl- und zumindest einem Vollkörper darstellen. Im Falle von mehreren Biegefedern oder von Biegefederpaketen können zugleich sowohl Hohl- als auch Vollkörper vorgesehen sein. Im übrigen kann die Biegefeder jede geeignete geometrische Form haben, also beispielsweise auch zylindrisch ausgestaltet sein.Finally, the spiral spring can be designed both as a hollow body and as a solid body or can represent a combination of at least one hollow body and at least one solid body. In the case of several spiral springs or spiral spring assemblies, both hollow and solid bodies can be provided at the same time. In addition, the spiral spring can have any suitable geometric shape, that is to say, for example, it can also be cylindrical.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Kamerastativkopfes gemäß dem Patentanspruch 7 ergeben sich ebenfalls aus den zugehörigen Unteransprüchen .Advantageous embodiments of the camera tripod head according to claim 7 also result from the associated subclaims.
Insbesondere können zwei Biegefedern vorgesehen sein, die bei einem Neigungswinkel von 0° bezüglich einer vertikal durch die Neigeachse verlaufenden Ebene spiegelbildlich zueinander unter dem gleichen Winkel angeordnet sind. Bei positiven Neigungswinkeln wird dann bei geeigneter geometrischer Anordnung der Biegefedern eine der Biegefedern stärker entgegen der Neigungsrichtung ausgelenkt und die andere weniger stark in Neigungsrichtung. Bei negativen Neigungswinkeln kehren sich die Verhältnisse um.In particular, two spiral springs can be provided, which are arranged at an inclination angle of 0 ° with respect to a plane running vertically through the inclination axis in mirror image to one another at the same angle. In the case of positive angles of inclination, with a suitable geometric arrangement of the bending springs, one of the bending springs is deflected more strongly against the direction of inclination and the other less so in the direction of inclination. With negative angles of inclination, the situation is reversed.
Es ist jedoch auch denkbar, nur eine einzige Biegefeder vorzusehen, die an ihrem einen Ende fest eingespannt ist. Die Mitnehmeranordnung ist dann so an der Biegefeder gelagert, dass sie sich in Längsrichtung der Biegefeder an der Biegefeder entlang bewegen kann und die Biegefeder dabei sowohl bei positiven als auch bei negativen Neigungswinkeln der Kamera auslenkt. Zudem kann die Mitnehmeranordnung eine fest mit der neigbaren Anordnung verbundene Trägerstange aufweisen. Beim Neigen der Kamera bewegt sich die Trägerstange dabei relativ zu der zumindest einen Biegefeder. Daher ist es vorteilhaft, die Trägerstange so auszugestalten, dass möglichst wenig Reibung zwischen der Trägerstange und der Biegefeder auftritt. Zu diesem Zweck kann die Trägerstange einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen sowie eine möglichst glatte Oberfläche.However, it is also conceivable to provide only a single spiral spring which is firmly clamped at one end. The driver arrangement is then mounted on the spiral spring in such a way that it can move along the spiral spring in the longitudinal direction of the spiral spring and thereby deflect the spiral spring both at positive and at negative inclination angles of the camera. In addition, the driver arrangement can have a carrier rod which is fixedly connected to the inclinable arrangement. When the camera is tilted, the support rod moves relative to the at least one spiral spring. It is therefore advantageous to design the support rod in such a way that as little friction as possible occurs between the support rod and the spiral spring. For this purpose, the support rod can have a circular cross-section and a surface that is as smooth as possible.
Die Trägerstange kann alternativ bezüglich der neigbaren Anordnung um ihre Längsachse drehbar sein, was einen zusätzlichen Freiheitsgrad zwischen der Mitnehmeranordnung und der zumindest einen Biegefeder schafft.The carrier rod can alternatively be rotatable about its longitudinal axis with respect to the inclinable arrangement, which creates an additional degree of freedom between the driver arrangement and the at least one spiral spring.
Zusätzlich zu der Trägerstange kann eine drehbar um diese Trägerstange herum angeordnete Hülse vorgesehen sein, die beim Neigen des Kameraaufbaus auf der zumindest einen Biegefeder abrollt. In diesem Fall hat die Trägerstange ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt. Die abrollende Hülse erleichtert die Relativbewegung zwischen der Trägerstange und der Biegefeder.In addition to the support rod, a sleeve which can be rotated around this support rod and which rolls on the at least one spiral spring when the camera structure is tilted can be provided. In this case, the support rod also has a circular cross section. The rolling sleeve facilitates the relative movement between the support rod and the spiral spring.
Im Fall einer einzelnen Biegefeder ist die Hülse oder die drehbare Trägerstange dann vorzugsweise in Längsrichtung der Biegefeder an der Biegefeder entlang geführt. Die Mitnehmeranordnung ist dann entlang der Biegefeder beweglich und kann außerdem über die Hülse oder die drehbare Trägerstange bezüglich der Biegefeder verschwenkt werden. Gleichzeitig ist die Mitnehmeranordnung über die Hülse oder die drehbare Stange so an der Biegefeder entlang geführt, dass sie diese sowohl bei positiven als auch bei negativen Neigungswinkeln der Kamera auslenkt.In the case of a single spiral spring, the sleeve or the rotatable support rod is then preferably guided along the spiral spring in the longitudinal direction of the spiral spring. The driver arrangement is then movable along the spiral spring and can also be pivoted with respect to the spiral spring via the sleeve or the rotatable support rod. At the same time, the driver arrangement is guided along the spiral spring via the sleeve or the rotatable rod in such a way that it deflects the camera at both positive and negative angles of inclination.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Im einzelnen zeigt:Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings. In detail shows:
Fig. 1 eine schematische Ansicht der in einer ersten bis dritten Ausführungsform wirkenden Kräfte und Momente,1 is a schematic view of the forces and moments acting in a first to third embodiment,
Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kamerastativkopfs in perspektivischer Ansicht,2 shows a perspective view of a first embodiment of a camera tripod head according to the invention,
Fig. 3 eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kamerastativkopfes,3 shows a front view of a second embodiment of a camera tripod head according to the invention,
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A aus Fig.3,4 shows a section along the line A-A from FIG. 3,
Fig. 5 einen Schnitt durch die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamerastativkopfes im ausgelenkten Zustand,5 shows a section through the first embodiment of the camera tripod head according to the invention in the deflected state,
Fig. 6 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamerastativkopfs mit einer Dämpfungseinrichtung,6 shows a third embodiment of the camera tripod head according to the invention with a damping device,
Fig. 7 eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamerastativkopfs in zwei verschiedenen Stellungen, und7 is a side view of a fourth embodiment of the camera tripod head according to the invention in two different positions, and
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der viertenFig. 8 is a perspective view of the fourth
Ausführungsform in diesen beiden Stellungen.Embodiment in these two positions.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der ErfindungDetailed description of preferred embodiments of the invention
Fig. 1 verdeutlicht das Prinzip der ersten bis dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt schematisch einen Kameraaufbau 1, welcher an einer neigbaren Anordnung 2 angebracht ist, die wiederum drehbar um eine Neigeachse N (senkrecht zur Zeichenebene) an einem Sockelelement 4 gelagert ist, wobei die Verbindung zwischen dem Sockelelement 4 und der neigbaren Anordnung 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Eine Biegefeder 3 stützt sich in dem Sockelelement 4 ab.Fig. 1 illustrates the principle of the first to third embodiment of the present invention and shows schematically a camera structure 1, which is attached to a tiltable arrangement 2, which in turn is rotatable by one Tilt axis N (perpendicular to the plane of the drawing) is mounted on a base element 4, the connection between the base element 4 and the tiltable arrangement 2 not being shown for reasons of clarity. A spiral spring 3 is supported in the base element 4.
Eine Mitnehmeranordnung 5 ist drehbar an der neigbaren Anordnung 2 gelagert, und die Biegefeder 3 steht über diese Mitnehmeranordnung 5 mit der neigbaren Anordnung 2 in Verbindung. Dabei ist eine Gleitbewegung zwischen Mitnehmeranordnung 5 und Biegefeder 3 möglich.A driver arrangement 5 is rotatably mounted on the inclinable arrangement 2, and the spiral spring 3 is connected to the inclinable arrangement 2 via this driver arrangement 5. A sliding movement between driver arrangement 5 and spiral spring 3 is possible.
Fig. 1 verdeutlicht darüber hinaus die in dem System herrschenden Kräfte und Momente. Der Kameraaufbau 1 ist aus seiner Gleichgewichtslage, in der sich sein Schwerpunkt S genau vertikal oberhalb der senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Neigeachse N befindet, um den Neigewinkel ß ausgelenkt. Aufgrund des Schwerpunktsabstands h des Schwerpunkts der Kamera von der Neigeachse N bewirkt der wirksame Hebelarm h sin ß zusammen mit der Gewichtskraft G der Kamera ein Neigemoment M um die Neigeachse N. Mit wachsendem Winkel ß steigt das Neigemoment MN = G h sin ß sinusförmig an.Fig. 1 also illustrates the forces and moments in the system. The camera structure 1 is deflected from its equilibrium position, in which its center of gravity S is located exactly vertically above the tilt axis N running perpendicular to the plane of the drawing, by the tilt angle β. Due to the center of gravity h of the center of gravity of the camera from the tilt axis N, the effective lever arm h sin ß together with the weight G of the camera causes a tilt moment M around the tilt axis N. With increasing angle ß, the tilt moment MN = G h sin ß increases sinusoidally.
Zu dem durch die Biegefeder 3 erzeugten Rückstellmoment Mr trägt der Hebelarm a bei, welcher dem Abstand der Neigeachse N von dem Berührpunkt zwischen Mitnehmeranordnung 5 und neigbarer Anordnung 2 entspricht. Die Federkraft FF der Biegefeder 3 ist von dem Sinus des Neigungswinkels ß abhängig, so dass sich ein Rückstellmoment ergibt, welches genau wie das Neigemoment MN sinusförmig ist. Durch entsprechende Wahl der Federkonstanten sowie des Hebelarms a ergibt sich ein Rückstellmoment Mr, welches das Neigemoment MN kompensiert. Durch Einstellen der wirksamen Federlänge L kann das Rückstellmoment außerdem genau an ein gegebenes Kameragewicht G und eine Schwerpunktshöhe h angepasst werden, so dass es das auftretende Neigemoment MN in jeder Neigestellung der Kamera exakt kompensiert.The lever arm a, which corresponds to the distance of the tilt axis N from the point of contact between the driver arrangement 5 and the tiltable arrangement 2, contributes to the restoring torque Mr generated by the spiral spring 3. The spring force FF of the spiral spring 3 is dependent on the sine of the angle of inclination β, so that there is a restoring torque which, like the tilting moment MN, is sinusoidal. Through a corresponding choice of the spring constant and the lever arm a, a restoring torque Mr results, which compensates for the tilting moment MN. By adjusting the effective spring length L, the restoring torque can also be adapted precisely to a given camera weight G and a center of gravity h, so that it exactly compensates for the tilting moment MN that occurs when the camera is tilted.
Fig. 2 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamerastativkopfes. Das Sockelelement 4 besteht hier aus einer Bodenplatte 10 und zwei Sockelarmen 11. Zwei Neigeschenkel 2' sind um eine Neigeachse N drehbar an den beiden Sockelarmen befestigt und tragen ein Trägerelement 12, an dem verschiedene (nicht dargestellte) Kameraufbauten, Teleprompter, Scheinwerfer o.a. angebracht werden können .2 shows a first preferred embodiment of the camera tripod head according to the invention. The base element 4 here consists of a base plate 10 and two base arms 11. Two tilt legs 2 'are attached to the two base arms so as to be rotatable about a tilt axis N and carry a support element 12 on which various camera structures (not shown), teleprompters, headlights or the like. can be attached.
Zum Ausgleich des bei der Neigung des Trägerelements 12 und eines darauf montierten Kameraaufbaus um die Neigeachse N herum auftretenden Neigemoments dient eine Anordnung aus Biegefederplatten 3, welche mit einer Mitnehmeranordnung 5 zusammenwirkt. Die Biegefederplatten 3 sind an ihrem unteren Ende über eine EinStelleinrichtung mit dem Sockelelement 4 verspannt. Die EinStelleinrichtung beinhaltet ein Schiebeelement 8, das über eine Einstellschraube 9 vertikal relativ zu dem Sockelelement 4 verschoben werden kann, wodurch sich der Angriffspunkt der Mitnehmeranordnung 5 an den Biegefederplatten 3 verschiebt, so dass sich die wirksame Federlänge der Biegefederplatten 3 ändert. Zur Führung des Schiebeelements 8 der EinStelleinrichtung vertikal relativ zu dem Sockelelement 4 dienen zwei Führungsnuten 15.To compensate for the tilting moment occurring when the support element 12 is inclined and a camera structure mounted thereon around the tilt axis N, an arrangement of spiral spring plates 3, which cooperates with a driver arrangement 5, is used. The bending spring plates 3 are braced at their lower end via an adjusting device with the base element 4. The adjusting device includes a sliding element 8, which can be displaced vertically relative to the base element 4 by means of an adjusting screw 9, as a result of which the point of engagement of the driver arrangement 5 on the spiral spring plates 3 is shifted, so that the effective spring length of the spiral spring plates 3 changes. Two guide grooves 15 are used to guide the sliding element 8 of the adjusting device vertically relative to the base element 4.
An ihrem oberen Ende stehen die Biegefederplatten 3 mit Mitnehmern 7 der Mitnehmeranordnung 5 in Verbindung. Diese Mitnehmer 7 sind über zwei Trägerelemente 6 mit den Neigeschenkeln 2 ' verbunden, wobei die Trägerelemente 6 sich gegenüber den Neigeschenkeln 2 ' um eine Achse Z drehen können, die parallel zur Neigeachse N liegt. Der Abstand zwischen der Neigeachse N und der Achse Z entspricht dem oben genannten Hebelarm a, welcher in der vorliegenden Ausführungsform nicht verstellbar ist. Werden nun die Neigeschenkel 2' und somit auch der Kameraaufbau um die Neigeachse N herum geneigt, so überträgt sich diese Bewegung von den Neigeschenkeln 2 ' über die Trägerelemente 6 und die Mitnehmer 7 auf dieAt their upper end, the spiral spring plates 3 are connected to drivers 7 of the driver arrangement 5. These drivers 7 are connected to the tilt legs 2 'via two support elements 6, the support elements 6 being able to rotate relative to the tilt legs 2' about an axis Z which is parallel to the tilt axis N. The distance between the tilt axis N and the axis Z corresponds to the above-mentioned lever arm a, which is not adjustable in the present embodiment. If the tilt legs 2 'and thus also the camera structure are inclined around the tilt axis N, this movement is transmitted from the tilt legs 2' via the carrier elements 6 and the drivers 7 to the
Biegefederplatten 3. Um die Reibung zwischen den Mitnehmern 7 und den Biegefederplatten 3 möglichst gering zu halten, sind die Mitnehmer 7 von Rollen 13 umgeben, die bei einer Relativbewegung zwischen Mitnehmern 7 und Biegefederplatten 3 auf den Biegefederplatten 3 abrollen.Bending spring plates 3. In order to keep the friction between the drivers 7 and the bending spring plates 3 as low as possible, the drivers 7 are surrounded by rollers 13, which roll on the bending spring plates 3 when there is a relative movement between the drivers 7 and the bending spring plates 3.
Dabei wird die Neigebewegung des Kameraufbaus nicht vollständig auf die Biegefederplatten 3 übertragen, da sich die Trägerelemente 6 gegenüber den Neigeschenkeln 2 ' drehen können. Aufgrund dieser Relativdrehung zwischen Trägerelementen 6 und Neigeschenkeln 2 ' wirken die Rückstellkräfte der Biegefederplatten 3 stets senkrecht auf die Mitnehmer 7, wodurch ein Verklemmen des Systems vermieden wird.The tilting movement of the camera structure is not completely transmitted to the spiral spring plates 3, since the carrier elements 6 can rotate relative to the tilting legs 2 '. Due to this relative rotation between support elements 6 and tilt legs 2 ', the restoring forces of the spiral spring plates 3 always act perpendicularly on the drivers 7, thereby preventing the system from jamming.
Fig. 3 ist eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kamerastativkopfes . Im Unterschied zu dem in Fig. 2 dargestellten Kamerastativkopf verwendet diese zweite Ausführungsform Federpakete 3 ' aus Biegefederplatten anstelle von einzelnen Biegefederplatten 3, was aus Fig. 3 allerdings noch nicht ersichtlich ist. Im übrigen entspricht die zweite Ausführungsform der ersten, und in Fig. 3 ist noch deutlicher zu erkennen, wie die Biegefederpakete 3' über das Schiebeelement 8 und die Einstellschraube 9 der EinStelleinrichtung mit dem Sockelelement 4 verbunden sind. Dabei sind die Biegefederpakete 3 ' mittels Schrauben 14 in dem Schiebeelement eingespannt. Außerdem ist der Aufbau der Mitnehmeranordnung 5, bestehend aus Trägerelementen 6, Mitnehmern 7 und um diese herum angeordneten Rollen 13, ersichtlich.Fig. 3 is a front view of a second embodiment of a camera tripod head according to the invention. In contrast to the camera tripod head shown in FIG. 2, this second embodiment uses spring assemblies 3 'made of spiral spring plates instead of individual spiral spring plates 3, which, however, is not yet apparent from FIG. 3. Otherwise, the second embodiment corresponds to the first, and in FIG. 3 it can be seen even more clearly how the spiral spring assemblies 3 'are connected to the base element 4 via the sliding element 8 and the adjusting screw 9 of the adjusting device. The spiral spring assemblies 3 'are clamped in the sliding element by means of screws 14. In addition, the structure of the driver arrangement 5, consisting of carrier elements 6, drivers 7 and rollers 13 arranged around them, can be seen.
In der Schnittansicht in Fig. 4 sind nun die in der zweiten Ausführungsform verwendeten Biegefederpakete 3' zu sehen. Die Verwendung von Biegefederpaketen 3 ' anstelle von einzelnen Biegefedern 3 bietet, wie oben beschrieben, den Vorteil, dass die Biegefedern kürzer ausgebildet werden können und dennoch die gewünschte Rückstellkraft aufbringen.The sectional spring packages 3 'used in the second embodiment can now be seen in the sectional view in FIG. 4. The As described above, the use of spiral spring assemblies 3 'instead of individual spiral springs 3 offers the advantage that the spiral springs can be made shorter and still exert the desired restoring force.
Fig. 4 zeigt auch, dass die Biegefederpakete 3' in der dargestellten Ruhelage die drei Rollen 13 kontaktieren, so dass in der Ruhelage ein Spiel vermieden wird. Vorzugsweise übt die mittlere der Rollen 13 in der Ruhelage sogar eine geringe Vorspannung auf die Biegefederpakete 3' aus.FIG. 4 also shows that the spiral spring assemblies 3 'contact the three rollers 13 in the rest position shown, so that play is avoided in the rest position. Preferably, the middle one of the rollers 13 even exerts a slight pretension on the spiral spring assemblies 3 'in the rest position.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 2 dargestellte erste Ausführungsform der Erfindung, in der vier einzelne Biegefederplatten 3 vorgesehen sind, die jeweils zwischen zwei Mitnehmern 7 angeordnet sind. In Fig. 5 ist die neigbare Anordnung 2 mit den Neigeschenkeln 2 ' um die Neigeachse N herum geneigt, und es wird deutlich, in welcher Weise sich das Trägerelement 6 der Mitnehmeranordnung bei dieser Neigebewegung bezüglich den Neigeschenkeln 2' dreht. Diese relative Drehung bewirkt, dass die Biegefederplatten 3 der Neigung der Neigeschenkel 2 ' nicht vollständig folgen und somit nicht stärker als zulässig beansprucht werden.FIG. 5 shows a section through the first embodiment of the invention shown in FIG. 2, in which four individual spiral spring plates 3 are provided, each of which is arranged between two drivers 7. 5, the tiltable arrangement 2 with the tilt legs 2 'is inclined around the tilt axis N, and it becomes clear in which way the carrier element 6 of the driver arrangement rotates with respect to the tilt legs 2' during this tilting movement. This relative rotation has the effect that the spiral spring plates 3 do not completely follow the inclination of the tilt legs 2 'and are therefore not subjected to greater stress than is permissible.
Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamerastativkopfes, der mit einer Einrichtung zum Dämpfen der Neigebewegung ausgestattet ist. An einer Welle 16, deren Achse mit der Neigeachse N des Systems zusammenfällt, sind erste Ringscheiben 17 vorgesehen, die in dieser Ausführungsform integral mit der Welle 16 ausgeformt sind. Zwischen zwei ersten Ringscheiben 17 ist jeweils eine zweite Ringscheibe 18 angeordnet, wobei die zweiten Ringscheiben 18 in dieser Ausführungsform integral mit einem Dämpfungsgehäuse 19 ausgeformt sind. Zwischen den ersten Ringscheiben 17 und den zweiten Ringscheiben 18 befindet sich ein Dämpfungsmedium. -— ■ v \J _»FIG. 6 shows a third embodiment of the camera tripod head according to the invention, which is equipped with a device for damping the tilting movement. On a shaft 16, the axis of which coincides with the inclination axis N of the system, first annular disks 17 are provided, which in this embodiment are formed integrally with the shaft 16. A second ring disk 18 is arranged between two first ring disks 17, the second ring disks 18 being integrally formed with a damping housing 19 in this embodiment. A damping medium is located between the first ring disks 17 and the second ring disks 18. -— ■ v \ J _ »
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Alternativ können die zweiten Ringscheiben 18 an ihrem äußeren Umfang im Eingriff mit einem Kopplungselement (nicht dargestellt) stehen. Dieses Kopplungselement ermöglicht es, beliebig viele der zweiten Ringscheiben 18 gehäusefest zu verriegeln, d.h. gegen Verdrehung zu sperren. Durch die Relativbewegung der Ringscheiben 17 entsteht eine hydraulische Dämpfungskraft, wobei der Dämpfungsgrad der Einrichtung über die Anzahl der gehäusefest verriegelten Ringscheiben eingestellt werden kann.Alternatively, the second ring disks 18 can engage on their outer circumference with a coupling element (not shown). This coupling element makes it possible to lock any number of the second ring disks 18 in a manner fixed to the housing, i.e. lock against twisting. The relative movement of the ring disks 17 creates a hydraulic damping force, the degree of damping of the device being able to be set via the number of ring disks which are locked in place with the housing.
Fig. 7 und 8 zeigen eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Anstelle des mit der neigbaren Anordnung 2 drehbar verbundenen Trägerelements 6 weist die Mitnehmeranordnung 105 hier eine Trägerstange 106 mit kreisförmigem Querschnitt auf, die fest mit der neigbaren Anordnung 102 verbunden ist. Um die Trägerstange 106 herum drehbar ist eine Hülse 107 vorgesehen.7 and 8 show a fourth embodiment of the present invention. Instead of the carrier element 6 rotatably connected to the tiltable arrangement 2, the driver arrangement 105 here has a carrier rod 106 with a circular cross section, which is firmly connected to the tiltable arrangement 102. A sleeve 107 is provided so as to be rotatable around the support rod 106.
In der vierten Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 sind zwei Biegefedern 103 vorgesehen, die jeweils an einem Ende fest mit dem Sockelelement 104 verspannt sind und an dem anderen Ende auf der drehbaren Hülse 107 der Mitnehmereinrichtung 105 aufliegen. Die beiden Biegefedern 103 sind bei einem Neigungswinkel von 0° (in Fig. 7 und 8 mit durchgezogenen Linien dargestellt) bezüglich einer vertikal durch die Neigeachse N verlaufenden Ebene spiegelbildlich zueinander unter dem gleichen Winkel angeordnet. Bei einer Auslenkung des Kameraaufbaus (in Fig. 7 und 8 in gestrichelten Linien dargestellt) rollt die Mitnehmereinrichtung 105 über die Hülse 107 auf den Biegefedern 103 ab und lenkt dabei eine Biegefeder 103 (die in der Zeichnung links dargestellte) stärker entgegen der Neigungsrichtung, die andere (in der Zeichnung rechts dargestellte) weniger stark in Neigungsrichtung aus.In the fourth embodiment according to FIGS. 7 and 8, two spiral springs 103 are provided, each of which is firmly clamped to the base element 104 at one end and rest on the rotatable sleeve 107 of the driver device 105 at the other end. The two spiral springs 103 are arranged at an inclination angle of 0 ° (shown in solid lines in FIGS. 7 and 8) with respect to a plane running vertically through the inclination axis N in mirror image with respect to one another at the same angle. When the camera structure is deflected (shown in dashed lines in FIGS. 7 and 8), the driver device 105 rolls over the sleeve 107 on the spiral springs 103 and deflects a spiral spring 103 (the one shown in the drawing on the left) more strongly against the direction of inclination others (shown on the right in the drawing) are less inclined.
Selbstverständlich können auch in dieser Ausführungsform die Biegefedern 103 durch Biegefederpakete ersetzt werden. Eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gewichtsausgleichs, die nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, weist schließlich nur eine einzige Biegefeder oder ein einziges Biegefederpaket auf. Die Anordnung der fünften Ausführungsform entspricht im Grunde der in Fig. 7 dargestellten Anordnung, mit dem Unterschied, dass auf die in Fig. 7 rechts dargestellte zweite Biegefeder verzichtet wird. Damit die Biegefeder nichtsdestoweniger sowohl bei positiven als auch bei negativen Neigungswinkeln der Kamera ein Rückstellmoment auf den Kameraaufbau ausübt, ist es in diesem Fall notwendig, eine Führung zwischen der Mitnehmeranordnung und der einzelnen Biegefeder vorzusehen. Gemäß der fünften Ausführungsform ist diese Führung an der Hülse realisiert, die ihrerseits drehbar um die Trägerstange herum vorgesehen ist. Die Biegefeder ist bezüglich der Hülse so geführt, dass die Hülse sich in Längsrichtung der Biegefeder an der Biegefeder entlang bewegen kann. Da die Hülse außerdem bezüglich der Trägerstange drehbar gelagert ist, kann sich die Mitnehmeranordnung problemlos relativ zu der einzelnen Biegefeder bewegen und diese sowohl bei positiven als auch bei negativen Neigungswinkeln der Kamera auslenken, ohne dass sich das System verklemmt. Of course, the spiral springs 103 can also be replaced by spiral spring packages in this embodiment. A fifth embodiment of the weight compensation according to the invention, which is not shown in the drawings, finally has only a single spiral spring or a single spiral spring package. The arrangement of the fifth embodiment basically corresponds to the arrangement shown in FIG. 7, with the difference that the second spiral spring shown on the right in FIG. 7 is dispensed with. So that the spiral spring nonetheless exerts a restoring moment on the camera structure both at positive and at negative inclination angles of the camera, it is necessary in this case to provide a guide between the driver arrangement and the individual spiral spring. According to the fifth embodiment, this guide is realized on the sleeve, which in turn is rotatably provided around the support rod. The spiral spring is guided with respect to the sleeve so that the sleeve can move along the spiral spring in the longitudinal direction of the spiral spring. Since the sleeve is also rotatably mounted with respect to the carrier rod, the driver arrangement can move relative to the individual spiral spring without problems and deflect it at both positive and negative inclination angles of the camera without the system jamming.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kamerastativkopf mit: einem Sockelelement (4), einer neigbaren Anordnung (2), die einerseits um eine1. Camera tripod head with: a base element (4), a tiltable arrangement (2), on the one hand by a
Neigeachse (N) drehbar mit dem Sockelelement (4) verbunden und andererseits fest mit einem Kameraaufbau verbindbar ist, und einer Einrichtung zum Ausgleichen eines bei derTilt axis (N) rotatably connected to the base element (4) and on the other hand can be fixedly connected to a camera structure, and a device for compensating one at the
Neigebewegung auftretenden Neigemoments, welche zumindest eine Biegefeder (3) aufweist, die sich an ihrem einen Ende gegen das Sockelelement (4) abstützt,Tilting movement occurring tilting moment, which has at least one spiral spring (3), which is supported at one end against the base element (4),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
die Einrichtung zum Ausgleichen des Neigemoments eine Mitnehmeranordnung (5) aufweist, welche an einer von der Neigeachse (N) beabstandeten Stelle an der neigbaren Anordnung (2) angebracht ist und beim Neigen des Kameraaufbaus die Biegefeder (3) in Neigungsrichtung auslenkt, und dass die Biegefeder (3) über die Mitnehmeranordnung (5) ein im wesentlichen sinusförmiges Rückstellmoment auf die neigbare Anordnung (2) und somit auf den Kameraaufbau ausübt.the device for compensating for the tilting moment has a driver arrangement (5), which is attached to the tiltable arrangement (2) at a location spaced from the tilting axis (N) and which deflects the spiral spring (3) in the tilting direction when the camera assembly is tilted, and that Bending spring (3) exerts an essentially sinusoidal restoring moment on the inclinable arrangement (2) and thus on the camera structure via the driver arrangement (5).
2. Kamerastativkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmeranordnung (5) drehbar um eine Achse (Z) an der neigbaren Anordnung (2) angebracht ist, welche Achse sich im wesentlichen parallel zu der Neigeachse (N) erstreckt.2. Camera tripod head according to claim 1, characterized in that the driver arrangement (5) is mounted rotatably about an axis (Z) on the tiltable arrangement (2), which axis extends essentially parallel to the tilt axis (N).
3. Kamerastativkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmeranordnung (5) aus zumindest einem mit der neigbaren Anordnung (2) drehbar verbundenen Trägerelement (6) und zumindest einem Mitnehmer (7) besteht. 3. Camera tripod head according to claim 1 or 2, characterized in that the driver arrangement (5) consists of at least one with the tiltable arrangement (2) rotatably connected support element (6) and at least one driver (7).
4. Kamerastativkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Mitnehmer (7) vorgesehen sind und dass die Mitnehmer (7) in Neigungsrichtung vor und hinter der Biegefeder (3) angeordnet sind.4. Camera tripod head according to claim 3, characterized in that at least two drivers (7) are provided and that the drivers (7) are arranged in the inclination direction in front of and behind the spiral spring (3).
5. Kamerastativkopf nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Mitnehmer (7) als Stangen ausgebildet sind.5. Camera tripod head according to claim 3 or 4, characterized in that the driver (s) (7) are designed as rods.
6. Kamerastativkopf nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Mitnehmer (7) mit reibungsvermindernden Elementen, insbesondere Rollen (13) oder Kugellagern, versehen sind, so dass sich der oder die Mitnehmer (7) beim Neigen der Kamera gegenüber der Biegefeder (3) mit verminderter Reibung bewegen.6. Camera tripod head according to at least one of claims 3 to 5, characterized in that the driver (s) (7) are provided with friction-reducing elements, in particular rollers (13) or ball bearings, so that the driver (s) (7) tilt move the camera against the spiral spring (3) with reduced friction.
7. Kamerastativkopf mit: einem Sockelelement (104), einer neigbaren Anordnung (102), die einerseits um eine Neigeachse (N) drehbar mit dem Sockelelement (104) verbunden und andererseits fest mit einem Kameraaufbau verbindbar ist, und einer Einrichtung zum Ausgleichen eines bei der Neigebewegung auftretenden Neigemoments, welche zumindest eine Biegefeder (103) aufweist, die sich an ihrem einen Ende gegen das Sockelelement (104) abstützt,7. camera tripod head with: a base element (104), a tiltable arrangement (102) which on the one hand is rotatable about a tilt axis (N) connected to the base element (104) and on the other hand can be fixedly connected to a camera structure, and a device for compensating one the tilting moment occurring, which has at least one spiral spring (103) which is supported at one end against the base element (104),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
die Einrichtung zum Ausgleichen des Neigemoments eine Mitnehmeranordnung (105) aufweist, welche an einer von der Neigeachse (N) beabstandeten Stelle an der neigbaren Anordnung (102) angebracht ist und beim Neigen des Kameraaufbaus zumindest eine der Biegefedern (103) entgegen der Neigungsrichtung auslenkt, und dass die zumindest eine Biegefeder (103) über die Mitnehmeranordnung (105) ein im wesentlichen sinusförmiges Rückstellmoment auf die neigbare Anordnung (102) und somit auf den Kameraaufbau ausübt.the device for compensating for the tilting moment has a driver arrangement (105) which is attached to the tiltable arrangement (102) at a location spaced from the tilt axis (N) and which deflects at least one of the bending springs (103) counter to the tilting direction when the camera assembly is tilted, and that the at least one spiral spring (103) exerts an essentially sinusoidal restoring moment on the inclinable arrangement (102) and thus on the camera structure via the driver arrangement (105).
8. Kamerastativkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Biegefedern (103) vorgesehen sind, die bei einem Neigungswinkel von 0° bezüglich einer vertikal durch die Neigeachse (N) verlaufenden Ebene spiegelbildlich zueinander unter dem gleichen Winkel angeordnet sind.8. Camera tripod head according to claim 7, characterized in that two spiral springs (103) are provided, which are arranged at an inclination angle of 0 ° with respect to a plane running vertically through the inclination axis (N) in mirror image to one another at the same angle.
9. Kamerastativkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Neigen der Kamera eine Biegefeder (103) entgegen der Neigungsrichtung ausgelenkt wird, die andere Biegefeder (103) dagegen in Neigungsrichtung .9. Camera tripod head according to claim 8, characterized in that when the camera is tilted, a spiral spring (103) is deflected against the direction of inclination, the other spiral spring (103), however, in the direction of inclination.
10. Kamerastativkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass genau eine Biegefeder (103) vorgesehen ist und dass die Mitnehmeranordnung (105) an der Biegefeder (103) so gelagert ist, dass sie in Längsrichtung der Biegefeder (103) beweglich ist und die Biegefeder (103) sowohl bei positiven als auch bei negativen Neigungswinkeln der Kamera auslenkt.10. Camera tripod head according to claim 7, characterized in that exactly one spiral spring (103) is provided and that the driver arrangement (105) on the spiral spring (103) is mounted such that it is movable in the longitudinal direction of the spiral spring (103) and the spiral spring (103) deflects at both positive and negative angles of inclination of the camera.
11. Kamerastativkopf nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmeranordnung (105) eine fest mit der neigbaren Anordnung (102) verbundene Trägerstange (106) aufweist.11. Camera tripod head according to one of claims 7 to 10, characterized in that the driver arrangement (105) has a support rod (106) fixedly connected to the inclinable arrangement (102).
12. Kamerastativkopf nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmeranordnung (105) eine Trägerstange (106) aufweist, die bezüglich der neigbaren Anordnung (102) um ihre Längsachse drehbar ist . 12. Camera tripod head according to one of claims 7 to 10, characterized in that the driver arrangement (105) has a carrier rod (106) which is rotatable about its longitudinal axis with respect to the inclinable arrangement (102).
13. Kamerastativkopf nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmeranordnung (105) außerdem eine drehbar um die Trägerstange (106) herum angeordnete Hülse (107) aufweist, die beim Neigen des Kameraaufbaus auf zumindest einer Biegefeder (103) abrollt .13. Camera tripod head according to claim 11 or 12, characterized in that the driver arrangement (105) also has a sleeve (107) which is arranged rotatably around the support rod (106) and rolls on at least one spiral spring (103) when the camera structure is tilted.
14. Kamerastativkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmeranordnung (5; 105) beim Neigen der Kamera relativ zu der Biegefeder (3; 103) beweglich ist.14. Camera tripod head according to one of the preceding claims, characterized in that the driver arrangement (5; 105) is movable relative to the spiral spring (3; 103) when the camera is tilted.
15. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die neigbare Anordnung (2; 102) zumindest einen Neigeschenkel (2'; 102') und eine Trägerplatte (12; 112) aufweist.15. Camera tripod head according to at least one of the preceding claims, characterized in that the tiltable arrangement (2; 102) has at least one tilt leg (2 '; 102') and a carrier plate (12; 112).
16. Kamerastativkopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die neigbare Anordnung (2; 102) mindestens zwei parallel zueinander angeordnete Neigeschenkel (21; 102') aufweist.16. Camera tripod head according to claim 15, characterized in that the tiltable arrangement (2; 102) has at least two tilt legs (2 1 ; 102 ') arranged parallel to one another.
17. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefeder17. Camera tripod head according to at least one of the preceding claims, characterized in that the spiral spring
(3; 103) als Biegefederplatte (3; 103) ausgebildet ist.(3; 103) is designed as a spiral spring plate (3; 103).
18. Kamerastativkopf nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefederplatte (3; 103) rechteckig, trapezförmig oder dreieckig ausgestaltet ist .18. Camera tripod head according to claim 17, characterized in that the spiral spring plate (3; 103) is rectangular, trapezoidal or triangular.
19. Kamerastativkopf nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefederplatte (3; 103) Ausnehmungen wie z.B. Materialausstanzungen aufweist.19. Camera tripod head according to claim 17 or 18, characterized in that the bending spring plate (3; 103) recesses such as Has material punchings.
20. Kamerastativkopf nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 17 und/oder 18 und/oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefederplatte (3; 103) in einer zur Neigeachse (N) parallelen Ebene liegt, wenn der Neigewinkel 0° beträgt .20. Camera tripod head according to claim 1 and one of claims 17 and / or 18 and / or 19, characterized in that the spiral spring plate (3; 103) lies in a plane parallel to the tilt axis (N) when the tilt angle is 0 °.
21. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Biegefedern (3; 103) vorgesehen sind.21. Camera tripod head according to at least one of the preceding claims, characterized in that a plurality of spiral springs (3; 103) are provided.
22. Kamerastativkopf nach Anspruch 1 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Mitnehmer (7) zwischen zwei Biegefedern (3) angeordnet ist.22. Camera tripod head according to claim 1 and 21, characterized in that in each case a driver (7) is arranged between two spiral springs (3).
23. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Biegefeder (3; 103) durch ein Biegefederpaket (3') ersetzt ist.23. Camera tripod head according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one spiral spring (3; 103) is replaced by a spiral spring package (3 ').
24. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Einstellvorrichtung (8, 9) vorgesehen ist, mittels derer die wirksame Federlänge (L) der Biegefeder (3, 3'; 103) verändert werden kann .24. Camera tripod head according to at least one of the preceding claims, characterized in that an adjusting device (8, 9) is additionally provided, by means of which the effective spring length (L) of the spiral spring (3, 3 '; 103) can be changed.
25. Kamerastativkopf nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Federlänge (L) stufenlos veränderbar ist.25. Camera tripod head according to claim 24, characterized in that the effective spring length (L) is infinitely variable.
26. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) zwischen der Neigeachse (N) und der Verbindungsstelle von neigbarer Anordnung (2; 102) und Mitnehmeranordnung26. Camera tripod head according to at least one of the preceding claims, characterized in that the distance (a) between the tilt axis (N) and the connection point of the tiltable arrangement (2; 102) and driver arrangement
(5; 105) einstellbar ist.(5; 105) is adjustable.
27. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefeder27. Camera tripod head according to at least one of the preceding claims, characterized in that the spiral spring
(3, 3'; 103) relativ zu dem Sockelelement (4; 104) und der Mitnehmeranordnung (5; 105) so angeordnet ist, dass sie bei einem Neigewinkel von 0° unter einer leichten Vorspannung steht.(3, 3 '; 103) is arranged relative to the base element (4; 104) and the driver arrangement (5; 105) such that it is slightly pretensioned at an angle of 0 °.
28. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefeder28. Camera tripod head according to at least one of the preceding claims, characterized in that the spiral spring
(3, 3'; 103) bei einem Neigewinkel von 90° annähernd mit ihrer maximal zulässigen MaterialSpannung beansprucht wird.(3, 3 '; 103) at an inclination angle of 90 ° approximately with its maximum permissible material tension.
29. Kamerastativkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefeder (3, 3'; 103) aus Kohlefasern, Stahl oder Glasfasern oder einer Kombination aus Materialien besteht.29. Camera tripod head according to one of the preceding claims, characterized in that the spiral spring (3, 3 '; 103) consists of carbon fibers, steel or glass fibers or a combination of materials.
30. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Einrichtung (16, 17, 18, 19) zum Dämpfen der Neigebewegung vorgesehen ist.30. Camera tripod head according to at least one of the preceding claims, characterized in that a device (16, 17, 18, 19) is additionally provided for damping the tilting movement.
31. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Biegefeder (3, 3 ' ; 103) als Vollkörper ausgestaltet ist.31. Camera tripod head according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one spiral spring (3, 3 '; 103) is designed as a full body.
32. Kamerastativkopf nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Biegefeder (3, 3'; 103) als Hohlkörper ausgestaltet ist. 32. Camera tripod head according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one spiral spring (3, 3 '; 103) is designed as a hollow body.
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