ANTRIEBSTECHNIK » Elektrische Antriebe DC-Kleinstantriebe in Kamerasystemen Präzise positionieren IM ÜBERBLICK DC-Motoren sorgen für präzise Einstellung von Blende und Fokus bei Kameras. So unterschiedlich wie die Anwendungen sind auch die Anforderungen, die kleine DC-Motoren heute erfüllen müssen. Dabei kommt es bei der Auswahl eines passenden Antriebs keineswegs nur auf das benötigte Drehmoment oder die Drehzahl an, auch Abmessungen, Umgebungsbedingungen, dynamische Anforderungen und der Energieverbrauch spielen eine Rolle. Das gilt neben industriellen Anwendungsfällen auch für Kamerasysteme, die bei Sportevents Emotionen einfangen oder bei Millimeterentscheidungen den Schiedsrichter unterstützen sollen. Für die exakte Einstellung von Blende und Fokus sorgen kleine DC-Getriebemotoren, die präzise positionieren und auch widrigen Umgebungsbedingungen standhalten müssen. Dipl.-Ing. (BA) Andreas Seegen, Leiter Marketing bei Faulhaber und Ellen Christine Reiff, M.A., Redaktionsbüro Stutensee DC-Motor der Serie 0816…SR. Bei 8 mm Durchmesser ist der edelmetallkommutierte Motor lediglich 16 mm lang und liefert ein Drehmoment von 0,7 mNm. INFO Mehr Informationen zu den DC-Kleinstmotoren von Faulhaber: hier.pro/5yu48 Bild: Faulhaber Sportfans wollen nah am Geschehen sein und die Medien müssen entsprechende Bilder liefern. Beim Wettbewerb um spektakuläre Aufnahmen sind Kameras gefragt, die mitten im Geschehen sind, ohne zu stören. Ein Beispiel sind die kleinen Kamerasysteme von LMP Lux Media Plan. Zu deren teilweise spektakulären Einsätzen zählt zum Beispiel der Sprung des österreichischen Extremsportlers Felix Baumgartner. Er sprang 2012 aus einer Kapsel, die zuvor von einem Heliumballon auf knapp 39 km Höhe getragen worden war. Die Vorbereitungen und der Sprung wurden von Fernsehsendern auf der ganzen Welt gezeigt. Neun Kameras lieferten spektakuläre Bilder, fünf im Inneren der Kapsel, zwei von der Außenwand sowie zwei weitere, die am Körper Baumgartners befestigt waren. Blende und Schärfe der Kameras wurden von der Erde aus ferngesteuert eingestellt. Kleine Kameras für den Profisport „Die größte Herausforderung für unsere Kamerasysteme bei diesem Einsatz war die Hitze“, erinnert sich Friedel Lux, der Gründer und Technische Direktor von LMP. „In dieser Höhe heizt die ungefilterte Sonnenstrahlung das Gehäuse enorm auf, aber dort oben ist keine Luft vorhanden, um die zunehmende Wärme abzuführen. Die Kameras mussten also einiges aushalten.“ Schon zuvor hatte Lux sich als Dienstleister für Fernsehproduktionen mit Spezialanfertigungen für Aufnahme und Bildübertragung einen Namen gemacht. 2002 bekam er anlässlich der Olympischen Winterspiele eine Anfrage des italienischen Fernsehens: Ob es möglich wäre, eine HDTV-Kamera an der Startposition der Skispringer oben auf dem Schanzenturm anzubringen. „Dort geht es sehr eng zu, und natürlich durfte das Aufnahmegerät nicht im Weg sein“, erinnert er sich. 2004 wurde dann erstmals eine Kamera von LMP an der Befestigungsstrebe fürs Netz eines Fußballtores montiert, die jede Bewegung des Torwarts von hinten im Blick behielt und zugleich dessen Sicht auf die Spielsituation wiedergab. Das Gerät durfte nur ganze drei Zentimeter in den Torraum hineinragen. Kamera für schnelle Bewegungen 2008 entstand dann die nächste Kamerageneration, die kontinuierlich weiterentwickelt wurde und unter dem Markennamen „Cerberus“ bis heute im Einsatz ist, in Handballtoren ebenso wie an Lattenauflegern beim Stabhochsprung. Der Kamerakopf des Cerberus ist nicht größer als drei Streichholzschachteln im Haushaltsformat übereinander. Eine noch kleinere Version wurde für den Einbau in die Stange der Eckfahne auf dem Fußballplatz entwickelt. Auch die auf beweglichen Kränen montierten Kameras, die bei Mannschaftssportarten in den obersten Ligen zum Alltag gehören, stammen häufig von LMP. „Hier ist es weniger die Größe als das Gewicht, worauf es ankommt“, erklärt Lux. „Je leichter die Kamera, desto schneller und präziser kann der Kran die gewünschten Bewegungen ausführen.“ 70 KEMKonstruktion|Automation » 11 | 2023
Kompakte Antriebseinheit Eine entscheidende Rolle für die Funktion des Cerberus spielt dabei die auf der Kamera montierte Antriebseinheit, die über eine Zahnradverbindung Blende und Fokus einstellt. Sie besteht aus einem DC-Motor der Serie 0816…S von Faulhaber. Bei 8 mm Durchmesser ist der edelmetallkommutierte Motor lediglich knapp 16 mm lang und liefert ein Drehmoment von 0,7 mNm. Sein „Herzstück“ ist die freitragend kernlose Rotorspule mit Schrägwicklung, die um einen ruhenden Magneten rotiert. In der Praxis bringt dieses Konstruktionsprinzip gleich mehrere Vorteile. So kann sich aufgrund des symmetrischen Luftspalts kein Rastmoment bilden, was einen präzisen Positionierbetrieb und eine sehr gute Drehzahlregelung ermöglicht. Das Verhalten von Last zu Drehzahl, Strom zu Drehmoment und Spannung zu Drehzahl ist linear. Da fast der gesamte Motordurchmesser für die Wicklung genutzt werden kann, erreichen die Motoren im Verhältnis zu ihrer Größe und ihrem Gewicht höhere Leistungen und Drehmomente als konventionelle Ausführungen. Gleichzeitig garantiert das geringe Trägheitsmoment des Rotors eine gute Dynamik beim Start- und Stoppbetrieb. In dieser Anwendung wurde der DC- Kleinstmotor von Faulhaber mit einem Planetengetriebe aus der Serie 08/1 kombiniert, das ebenfalls nur einen Durchmesser von 8 mm hat. „Wir brauchen in diesen Anwendungen möglichst viel Drehmoment bei kleinstmöglicher Masse und Volumen“, betont der Kameraspezialist. „Besonders wichtig ist das Getriebe. Es muss viel aushalten und daher sehr robust sein. Gleichzeitig muss es dafür sorgen, dass die Antriebseinheit äußerst präzise funktioniert. Ein ruckfreier, gleichmäßiger Lauf hat für uns höchste Priorität, ohne Flattern, Hakeln oder Anlauf- verzögerung. Denn nur dann kann man erkennen, ob der Torwart angespannt ist.“ Aber nicht nur bei Sportereignissen sind die Antriebseinheiten von LMP im Einsatz. Objektivsteuerungen für die Luft- und Raumfahrt gehören ebenfalls zum Programm. (jg) www.faulhaber.com CRASH DÄMPFER REDUZIEREN STILLSTANDSZEITEN • Zuverlässiger Schutz vor unnötigen Maschinenschäden • Hohe Schadensreduzierung durch geringe Stützkräfte • Hohe Energieaufnahme mit bis zu 98 % Energieabbau • Einfache Montage und Austausch sparen wertvolle Zeit • Hervorragendes Preis-Leistungsverhältnis Je leichter die Kamera, desto schneller und präziser kann der Kran die gewünschten Bewegungen ausführen. Bild: LMP YOUR LOCAL SALES CONTACT: KEMKonstruktion|Automation » 11 | 2023 71 ACE Stoßdämpfer GmbH · Langenfeld · Germany · www.ace-ace.de
