STATIVKOPF FÜR FILM- UND FERNSEHKAMERAS UND ANDERE GERÄTE
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stativkopf für FiIm- und Fernsehkameras und andere Geräte gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Derartige Stativköpfe weisen einen Stator und einen um eine horizontale Schwenkachse um den Stator schwenkbaren Rotor auf, der die Kamera bzw. das Gerät aufnimmt, sowie eine zwischen Stator und Rotor angeordnete Federanordnung, die beim Schwenken des Rotors eine dem dabei durch das Gewicht der Kamera entstehenden Drehmoment entgegenwirkende Rückstellkraft ausübt, sodass die Kamera bzw. das Gerät in jeder Schwenkstellung stabil gehalten wird. Ein solcher Stativkopf mit einem Gewichtsausgleich ist z.B. aus der DE-A 27 549 83 bekannt. Die Vorrichtung zum Gewichtsausgleich weist hierbei zwei in Gegenrichtung wirkende vorzugsweise gegensinnig gewickelte Schraubenfedern auf, die in einem mit dem Stator verbindbaren Modul angeordnet sind und bei einer Schwenkbewegung des Rotors in beiden Richtungen jeweils das durch das Gewicht des Rotors mit der Kamera erzeugte Drehmoment kompensieren.
Anstelle von Schraubenfedern können gemäss der DE-Al-101 64 368 Biegefedern verwendet werden, die sich an ihrem einen Ende an dem Stator und an ihrem anderen Ende an dem Rotor abstützen.
Ebenso sind Ausgleichsvorrichtungen mit zwei Schraubenfedern bekannt, die sich zu beiden Seiten der Schwenkachse des Stativkopfes erstrecken und sich jeweils auf Endplatten abstützen; vgl. die DE-C2-32 11 372.
Aus der DE-A-30 18 268 ist eine Ausgleichsvorrichtung bekannt, bei der ein mit der Schwenkachse des Rotors verbundener Nocken verbunden ist, der entsprechend seiner Drehstellung auf eine Druckfeder progressiv einwirkt.
Ferner sind Stativköpfe mit einer Ausgleichsvorrichtung bekannt, bei der zusätzlich zu zwei am Stator befestigten Schraubenfedern ein mit diesen verbundenes und über Rollen geführtes Zugseil vorgesehen ist, dessen Enden mit zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Mittellinie des Rotors gelegenen festen Punkten des Rotors verbunden sind; vgl. US-Bl-6, 328, 487.
Allen diesen Ausgleichsvorrichtungen ist gemeinsam, dass die Federanordnung ein über den Schwenkbereich des Rotors im Wesentlichen sinusförmig verlaufendes Rückstellmoment auf den Rotor mit der aufgenommenen Kamera oder dem Gerät ausübt, sodass die Kamera bzw. das Gerät in jeder Schwenkstellung stabil gehalten wird, ohne dass ein Eingreifen einer Bedienungsperson notwendig ist.
Besonderes Augenmerk muss hierbei auf das Spiel innerhalb der Ausgleichsvorrichtung gelegt werden, sodass bei einem Wechsel von einer Schwenkrichtung in die andere kein für einen Kameramann merkbarer Ruck auftritt.
Der Erfindung liegen die Aufgaben zugrunde, einen Stativkopf mit einer Ausgleichsvorrichtung für das
Gewicht der Kamera bzw. des Gerätes anzugeben, der einfach konstruiert ist und eine sanfte Schwenkbewegung auch bei einem Wechsel der Schwenkrichtung ermöglicht. Außerdem sollte die Ausgleichsvorrichtung zumindest in einem gewissen Rahmen an das Gewicht der auf dem Rotor aufgenommenen Kamera angepaßt werden kann.
Diese Aufgaben sind gemäss der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Gemäss der Erfindung ist eine Federanordnung mit zwei parallelen und vertikal sich erstreckenden Druckfedern vorgesehen, die sich jeweils mit ihrem ersten Ende im Stator zu beiden Seiten der Schwenkachse abstützen und auf deren zweiten Enden jeweils ein Arm einer Exzenterwippe aufliegt. Die Schwenk- bzw. Druckachse der Exzenterwippe liegt zwischen den beiden Federn, ist horizontal und parallel zu der Schwenk- bzw. Druckachse des Rotors gelegen. Ein mit dieser Schwenk- bzw. Druckachse vorzugsweise an deren unteren Rand verbundener Exzenter greift in eine zentrale Aufnahmeöffnung der Exzenterwippe ein und verschwenkt bzw. drückt die Exzenterwippe beim Schwenken der Kamera progressiv, sodass die durch die Federn aufgebaute Rückstellkraft das Drehmoment der Kamera bzw. des Gerätes stets kompensiert wird. Drehmoment und Rückstellkraft verlaufen, über dem Schwenkwinkel aufgetragen, sinusförmig.
Als Federn werden Schraubenfedern oder Tellerfedern verwendet, letztere insbesondere als Tellerfederpakete, die um Führungsrohre angeordnet sind. Tellerfedern haben auch im Grenzbereich annähernd lineare Eigenschaften. Andere Federanordnungen sind möglich.
Zum Anpassen dieser Federanordnung an das Gewicht einer Kamera oder eines Gerätes sind die Enden der Federn, die sich auf dem Stator abstützen, mit Hilfe einer Einstell¬ einrichtung in ihrer Position verstellbar, sodass die Vorspannung der Druckfedern durch Verkürzen bzw. Verlängern der Federn auf das Gewicht des auf dem Rotor aufgesetzten Gerätes einstellbar ist.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform weist die Exzenterwippe ein zwischen den Druckfedern gelegenes Fußteil auf, in dessen unteres, der Einstelleinrichtung zugewandtes Ende der Exzenter eingreift, wobei an dem oberen Ende des Fußteiles zwei fest mit diesem verbundene und sich entgegengesetzt erstreckende Wippenarme vorgesehen sind, die jeweils auf einer der Druckfedern aufliegen.
Diese Konstruktion hat den Vorteil, dass sie nur eine kleine Bauhöhe aufweist, sodass die gesamte Gewichtsausgleichsvorrichtung in einem kleinen Raum aufgenommen werden kann. Oberhalb des Endes der Druckfedern sind bis auf die Arme der Exzenterwippe keine für den Gewichtsausgleich notwendigen Teile vorgesehen: Sämtliche für den Gewichtsausgleich wesentlichen Elemente sind zwischen den Druckfedern angeordnet.
Das Fußteil der Wippe kann als Pleuel ausgebildet sein, das Wippe und Exzenter miteinander verbindet und das auf Seiten der Wippe mit deren Wippenachse und auf der anderen Seite gelenkig mit dem Exzenter verbunden ist. Bei dieser Konstruktion ist die Wippenachse fest im Stativkopf gelegen und nicht mehr schwimmend wie bei
einer festen Verbindung des Fußteiles mit der Wippe. Die Wippe dreht somit nicht, sondern belastet beide Federn gleichmäßig. Auch hierdurch kann eine Kompensation des Gewichtes des auf den Stativkopf aufgesetzten Gerätes erreicht werden.
Mit den erwähnten Konstruktionen ist es möglich, durch die Wippe entweder eine Feder progressiv zusammenzudrücken und die andere zu entspannen oder beide Federn gleichmäßig progressiv zusammenzudrücken, wobei beide Male eine Gewichtskompensation erreicht wird.
Ebenso wäre es möglich, die beiden Federn auf gegenüber liegenden Seiten der Wippe anzuordnen; jedoch bedarf diese Anordnung mehr Platz.
Die Einstellvorrichtung zum Einstellen der Vorspannung der beiden Druckfedern weist vorzugsweise einen Träger mit zwei dem Boden des Stators zugewandten Rampen auf, deren Steigung gleich, aber entgegengesetzt ist. Auf einer gemeinsamen, den Rampen gegenüber liegenden Grundfläche des Trägers stützen sich die beiden Druckfedern ab. Auf jeder Rampe gleitet ein trapez- bzw. keilförmiger Schlitten. Die Schlitten werden vorzugsweise mit Hilfe eines Gewindebolzens verschoben, der symmetrisch zu seiner Mitte auf einer Seite ein Rechtsgewinde und auf der anderen Seite ein Linksgewinde aufweist, die in korrespondierende Gewinde in den Schlitten eingreifen. Der Gewindebolzen ist z.B. mit einem Drehgriff fest verbunden, der außerhalb des Stators gelegen ist. Durch Verdrehen des Drehgriffes gleiten die Schlitten auf den Rampen des Trägers und verschieben diesen nach oben oder unten, wodurch die Vorspannung der
Federn verändert und die Gewichtsausgleichsvorrichtung an unterschiedliche Gewichte des Gerätes angepasst werden kann.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher dargestellt; in dieser stellen dar:
Figur 1: einen teilweise geschnittenen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Stativkopfes gemäß der Erfindung;
Figur 2 : einen Querschnitt durch einen Stativkopf gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Ein Stativkopf 1 weist gemäß Figur 1 einen Stator 2 und einen Rotor 3 auf, der um eine in dem Stator 2 gelagerte horizontale Schwenkwelle 4 mit einer Schwenkachse 5 in Richtung des Doppelpfeiles P verschwenkt werden kann. Auf dem Rotor 3 wird ein Gerät, in diesem Falle eine Kamera 6 befestigt, die nur teilweise dargestellt ist.
Der Stator 2 weist eine Grundplatte 7 auf, die mit einem Kamerastativ über eine nicht dargestellte Drehplatte verbunden werden kann, sodass der Stativkopf in dem Stativ noch um eine vertikale Drehachse verschwenkt werden kann.
In dem Stator 2 ist eine Einrichtung 8 zum Gewichtsausgleich angeordnet, die das beim Verschwenken
der Kamera 6 ausgeübte Drehmoment kompensiert und die Kamera in jeder Schwenklage stabil hält.
Diese Gewichtsausgleichseinrichtung 8 weist zwei Schraubenfedern 9 auf, die symmetrisch jeweils auf einer Seite der horizontalen Schwenkachse 5 angeordnet sind, sich vertikal erstrecken und sich an ihren, in der Figur unteren Enden auf einer „oberen" im Wesentlichen ebenen Grundfläche 10 eines Trägers 11 abstützen. Der Träger hat einen trapezförmigen symmetrischen Querschnitt mit einer der Grundfläche 10 gegenüberliegenden Dachfläche 12 und zwei die Grund- und Dachfläche 10, 12 verbindenden Rampen 13, wobei zwischen diesen Rampen 13 und der Grundfläche 12 ein spitzer Winkel von etwa 25° bis 30° besteht.
Unterhalb des Trägers 11 sind zwei Schlitten 14 gelegen, die den Träger 11 abstützen und mit ebenfalls schrägen Rampen 15 glatt an den Rampen 13 des Trägers anliegen. Die im Querschnitt trapez- bzw. keilförmigen Schlitten 14 gleiten auf einer horizontalen Bodenfläche 16 der Grundplatte 7 längs einer horizontalen Achse, die senkrecht zur Schwenkachse 5 ist, und können mit Hilfe eines Gewindebolzens 17 auf der Bodenfläche längs der horizontalen Doppelpfeile Pl gegensinnig verschoben werden. Der Gewindebolzen 17 isz an seinen beiden Enden in dem Stator gelagert. Er weist symmetrisch zu seiner Mitte auf einer Seite ein Linksgewinde 18 und auf der anderen Seite ein Rechtsgewinde 19 auf, die jeweils in korrespondierende Gewinde in den beiden Schlitten 14 eingreifen. Ein Ende 20 des Gewindebolzens ist durch die Wand des Stators hindurchgeführt und mit einem Drehgriff 21 außerhalb des Stators verbunden. Durch Drehen des Drehgriffes können die Schlitten 14 gegensinnig
verschoben werden, sodass der Träger 11 entsprechend der Bewegung der Schlitten angehoben oder abgesenkt wird, wodurch auch die Gesamtlänge der Schraubenfedern und damit deren Vorspannung verändert wird.
Die oberen Enden der Schraubenfedern 9 stützen sich jeweils auf einem horizontal verlaufenden Arm 22 einer Exzenterwippe 23 ab. Die Exzenterwippe 23 weist zwischen den beiden Armen 22 ein sich nach unten in Richtung der Grundplatte des Stators erstreckendes Fußteil 24 auf, das symmetrisch zwischen den beiden Schraubenfedern 9 gelegen ist und sich etwa über zwei Drittel der Länge der Schraubenfedern 9 erstreckt. Das Fußteil 24 weist etwa in seinem Zentrum eine Aufnahmeöffnung 25 auf, in die ein Exzenter 26 eingreift. Der Exzenter 26 ist mit der Schwenkwelle 4 des Rotors 3 fest verbunden und ist in der gezeigten Ruhestellung des Stativkopfes an der Unterseite der Schwenkwelle 4 des Rotors fest mit dieser verbunden. Der Exzenter 26 greift drehstarr in die Aufnahmeöffnung 25 des Fußteiles 24 ein, wobei die Mittelachse des Exzenters als Wippenachse 27 in der gezeigten Ruhestellung des Stativkopfes unterhalb der Schwenkachse 5 des Stativkopfes und parallel zu dieser gelegen ist.
Wenn die Kamera 6 aus der gezeigten horizontalen Ruhestellung z.B. im Gegenuhrzeigersinn längs des Doppelpfeiles P verschwenkt wird, so wird auch die Exzenterwippe 23 progressiv im Gegenuhrzeigersinn verdreht und drückt die in der Figur linke Schraubenfeder 9 zusammen, während sich die in der Figur rechte Schraubenfeder entspannt. Die linke Schraubenfeder 9 übt auf den Rotor ein dem Drehmoment des Rotors mit der Kamera entgegenwirkendes Moment aus, wobei durch die
Anordnung des Exzenters 26 dieses Drehmoment gerade kompensiert und die Kamera in jeder Schwenkstellung stabil gehalten wird. Das Gleiche passiert natürlich auch bei einer Schwenkung der Kamera 6 im Uhrzeigersinn. Da sich das Drehmoment des Rotors mit der aufgesetzten Kamera über den Schwenkwinkel etwa sinusförmig ändert, ist der Exzenter 26 so exzentrisch auf der Schwenkwelle 4 des Rotors angeordnet, dass genau ein kompensierendes Drehmoment ausgeübt wird.
Um diesen Gewichtsausgleich auf unterschiedliche Gewichte der Kamera 6 anzupassen, wird die Vorspannung der Schraubenfedern 9 durch Hoch- bzw. Herunterschieben des Trägers 11 längs des vertikalen Pfeiles P2 verändert. Dies erfolgt, indem die beiden Schlitten 14 gegensinnig längs der Doppelpfeile Pl entlang der Rampen 13 verschoben werden, indem der Drehgriff 21 verdreht wird, sodass sich die Schlitten 14 entlang der Links- bzw. Rechtsgewinde 18, 19 des Gewindebolzens 17 gegensinnig verschieben. In der gezeigten Ruhestellung des Stativkopfes liegen die beiden Schlitten 14 jeweils an den Außenseiten des Stators 2 an. Wenn die Schlitten durch Verdrehen des Handgriffes 21 gegensinnig nach innen verschoben werden, wird der Träger entlang des Pfeiles P2 nach oben verschoben, sodass die Vorspannung der beiden Federn 9 erhöht und an ein erhöhtes Gewicht der Kamera 6 angepaßt wird.
Es sind natürlich andere Möglichkeiten gegeben, die Vorspannung der Federn einzustellen, jedoch ist die beschriebene Verstellung der Stützpunkte für die beiden Federn 9 durch einen trapezförmigen Träger 11 und entsprechende keilförmige Schlitten 14 eine sehr einfache
Konstruktion, die u.a. auch absolut spielfrei ausgeführt werden kann.
In Figur 2 ist eine schematische Darstellung für eine zweite Anordnung zum Gewichtsausgleich gezeigt.
Unterschiedlich zu dem obigen Ausführungsbeispiel werden die dort verwendeten Schraubenfedern durch jeweils ein Paket 9' aus mehreren gestapelten Tellerfedern 30 mit jeweils einer zentralen Öffnung ersetzt, die auf Führungsrohre 31 aufgeschoben sind. Die Führungsrohre greifen durch die Arme der Wippe 23 hindurch. Die Arme der Wippe gleiten auf den Führungsrohren. Die Führungsrohre stützen sich auf ihrer den Armen der Wippe gegenüber liegenden, unteren Seiten auf dem Träger 11 der oben beschriebenen Rampenanordnung ab, ebenso die Tellerfedern. Die Tellerfedern des Tellerfederpakets stützen sich auf der gegenüberliegenden oberen Seite an den Armen der Wippe 23 ab.
Unterschiedlich zu dem obigen Ausführungsbeispiel ist auch die Verbindung zwischen dem Exzenter 26 und der Wippe: Der Exzenter ist wie oben mit der Hauptwelle 4 verbunden. Die Wippe 23 ist mittig zwischen den beiden Federpaketen im Stator um ein mittig gelegenes Lager 32 verschwenkbar. Mit diesem Lager 32 ist ein Pleuel 24' verschwenbar verbunden, das dem Fußteil 24 gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel entspricht. Das andere Ende des Pleuels 24' ist mit dem Exzenter 26 verbunden.
Bei dieser Konstruktion dreht die Exzenterwippe nicht; vielmehr werden beide Federpakete je nach Stellung des Exzenters gleichmäßig belastet. Auch hierdurch erfolgt
ein Gewichtsausgleich für das auf den Stativkopf aufgesetzte Gerät.