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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spiegelträgerstruktur
für einen
optischen Sensor zum Erfassen von Licht oder Radiowellen oder eine
Antenne zum Übertragen
und Empfangen von Licht oder Radiowellen, welche geeignet sind,
an einem sich bewegenden Gegenstand wie einem Satelliten befestigt
zu werden, oder welche unter schwierigen Umweltbedingungen wie großen Temperaturänderungen
verwendet werden.
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6 illustriert ein Beispiel
einer derartigen bekannten Spiegelträgerstruktur. In dieser Figur
enthält
die bekannte Spiegelträgerstruktur
einen Hauptspiegel 1, einen Hilfsspiegel 2, der
in einer einander zugewandten und im Abstand voneinander stehenden
Beziehung hinsichtlich des Hauptspiegels 1 angeordnet ist,
ein Hauptspiegel-Stützteil 3 in
der Form einer Dreieckkonfiguration, an welchem der Hauptspiegel 1 fest
angebracht ist, ein Hilfsspiegel-Stützteil 4 von ebenfalls
dreieckförmiger
Konfiguration, an dem der Hilfsspiegel 2 fest angebracht
ist, mehrere Stäbe 5,
die die jeweiligen Eckpunkte des dreieckförmigen Hauptspiegel-Stützteils 3 mit
den jeweiligen Eckpunkten des dreieckförmigen Hilfsspiegel-Stützteils 4 verbinden,
mehrere Stützbeine 6,
welche das Hauptspiegel-Stützteil 3 und
das Hilfsspiegel-Stützteil 4 tragen,
und eine Basisplatte 7, auf welcher die Stützbeine 6 fest
angeordnet sind.
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Bei
einer derartigen Spiegelträgerstruktur sind
das Hauptspiegel-Stützteil 3 und
das Hilfsspiegel-Stützteil 4 in
einer solchen Weise auf der Basisplatte 7 angeordnet, daß die relativen
Positionen des Hauptspiegels 1 und des Hilfsspiegels 2 in
einer optimalen Beziehung zueinander eingestellt werden können. Die
jeweiligen Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 und
die jeweiligen Eckpunkte des Hilfsspiegel-Stützteils 4 sind mittels
der jeweiligen Stäbe 5 so
miteinander verbunden, daß die
optimale Beziehung zwischen dem Haupt- und dem Hilfsspiegel 1, 2 aufrecht
erhalten werden kann. Zusätzlich sind
die Stützbeine 6 an
ihrem jeweiligen einen Ende mit dem Hauptspiegel-Stützteil 3 oder
dem Hilfsspiegel-Stützteil 4 und
mit ihrem jeweils anderen Ende auf der Basisplatte 7 befestigt.
Beispielsweise ist es in dem Fall eines an einem Satelliten zu montierenden
optischen Sensors möglich,
diesen in einer vorbestimmten Anordnung an den Satelliten anzubringen,
indem die Basisplatte 7 in ihrer Lage an dem Satelliten
positioniert wird.
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Darüber hinaus
illustriert 7 ein anderes Beispiel
einer bekannten Spiegelträgerstruktur.
Ein Hauptspiegel-Stützteil 13,
das aus einer viereckigen Platte gebildet ist, ist direkt auf einer
Basisplatte 7 befestigt, und mehrere Stützbeine 16 jeweils
in der Form eines Stabes dienen zur Verbindung der gegenüber liegenden
oberen Eckenbereiche des Hauptspiegel-Stützteils 13 mit
der Basisplatte 7.
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Bei
dem erhöhten
Beobachtungsvermögen von
optischen Sensoren oder Radiowellensensoren und dem verbesserten
Leistungsvermögen
von Antennen aufgrund der zunehmenden Übertragungskapazität von Kommunikationseinrichtungen
in den letzten Jahren ist das Problem aufgetreten, daß das Leistungsvermögen der
optischen oder Radiowellensensoren oder der Antennen beeinträchtigt wird durch
die Versetzung oder Verformung der Spiegelträgerstruktur, die bewirkt wird
durch Abmessungsänderungen
oder Umweltveränderungen
in der Spiegelträgerstruktur,
um die relative Positionsbeziehung zwischen dem Hauptspiegel 1 und
dem Hilfsspiegel 2 aufrecht zu erhalten.
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D.h.
bei der Spiegelträgerstruktur
nach 6 würden Abmessungsänderungen
(Dehnungen oder Zusammenziehungen) und/oder Verzerrungen einer Montagefläche, an
welcher die Basisplatte 7 fest angebracht ist, infolge
von Temperaturänderungen
die relativen Positionen oder Winkel der mehreren Stützbeine 6 zueinander ändern, wodurch
die Beziehung zwischen den relativen Positionen des Hauptspiegel-Stützteils 3 und
des Hilfsspiegel-Stützteils 4 zueinander
geändert
wird. Als Folge tritt das Problem auf, daß der Hauptspiegel 1 und
der Hilfsspiegel 2 nicht in der Lage sind, die vorgeschriebene Beziehung
zwischen ihren relativen Positionen aufrecht zu erhalten.
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Weiterhin
besteht in dem Fall des bekannten Beispiels nach 7, bei welchem die Stützbeine 16 nur mit
dem Hauptspiegel-Stützteil 13,
aber nicht mit dem Hilfsspiegel-Stützteil 4 verbunden
sind, nicht das vorstehend dargestellte Problem, das die relativen
Positionen des Hauptspiegels 1 und des Hilfsspiegels 2 verändert werden
könnten
aufgrund von einer Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basisplatte 7.
Jedoch tritt in diesem Fall ein anderes Problem dahingehend auf,
daß sich
das Hauptspiegel-Stützteil 13 ausdehnen
und sich zusammenziehen oder verzerrt und deformiert werden könnte aufgrund
auf es ausgeübten
externen Kräften
aufgrund der Verbindungsbereiche von diesem mit der Basisplatte 7 und/oder
der mehreren Stützbeine 16,
wodurch ein nachteiliger Einfluß auf
den an dem Hauptspiegel-Stützteil 13 befestigten
Hauptspiegel 1 ausgeübt
wird.
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Wenn
ein Sensor oder eine Antenne an einem Satelliten installiert wird,
ist es weiterhin notwendig, eine Spiegelträgerstruktur auszubilden, welche ein
geringes Gewicht und eine hohe Starrheit hat, um eine Verschlechterung
des Leistungsvermögens
zu vermeiden, welche andernfalls durch Vibrationen während der
Bewegung oder des Transportes durch eine Rakete bewirkt würde.
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Die
vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Spiegelträgerstruktur
von geringem Gewicht und hoher Starrheit zu schaffen, welche in
der Lage ist, selbst bei Änderung
der Umweltbedingungen am Ort der Installierung und/oder Verformungen
einer Montagefläche
für eine
Basisplatte die Beziehung zwischen den relativen Positionen eines
Hauptspiegels und eines Hilfsspiegels in geeigneter Weise aufrecht zu
erhalten und die Verformung des Haupt- und des Hilfsspiegels zu
vermeiden.
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Diese
Aufgabe wird durch die Spiegelträgerstruktur
gemäß Anspruch
1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den abhängigen Ansprüchen gegeben.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Spiegelträgerstruktur vorgesehen,
welche aufweist: einen ersten Spiegel und einen zweiten Spiegel,
welche in einem vorbestimmten Abstand voneinander und einander zugewandt
angeordnet sind; ein erstes Spiegelstützteil und ein zweites Spiegelstützteil,
welche den ersten Spiegel bzw. den zweiten Spiegel tragen; mehrere Hauptstäbe, welche
das erste Spiegelstützteil
und das zweite Spiegelstützteil
miteinander verbinden; mehrere Hilfsstäbe, die an ihrem jeweils einen
Ende mit dem ersten Spiegelstützteil
oder dem zweiten Spiegelstützteil
und mit ihrem jeweils anderen Ende mit einem einzelnen Verbindungspunkt
verbunden sind; mehrere Stützbeine
zum Stützen
des ersten und des zweiten Spiegels an insgesamt drei Punkten, welche
zwei Punkte auf dem ersten Spiegelstützteil und den einzelnen Verbindungspunkt,
an welchem die Hilfsstäbe
miteinander verbunden sind, enthalten; und eine Platte, auf welcher
die Stützbeine
fest angebracht sind; worin die Stützbeine aus Gliedern (im Folgenden
auch „Folgeglieder" genannt) zusammengesetzt
sind, die in der Lage sind, einer Ausdehnung oder Zusammenziehung
der Platte zu folgen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht, die eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung illustriert,
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2 eine
perspektivische Ansicht, die eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung illustriert,
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3 eine
perspektivische Ansicht, die eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung illustriert,
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4 eine
perspektivische Ansicht, die eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung illustriert,
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5 eine
perspektivische Ansicht, die eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung illustriert,
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6 eine
perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer bekannten Spiegelträgerstruktur
illustriert, und
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7 eine
perspektivische Ansicht, die ein anderes Beispiel einer bekannten
Spiegelträgerstruktur
illustriert.
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Ausführungsbeispiel 1
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1 illustriert
in perspektivischer Ansicht eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur enthält die Spiegelträgerstruktur
nach diesem Ausführungsbeispiel
einen ersten Spiegel in der Form eines Hauptspiegels 1,
einen zweiten Spiegel in der Form eines Hilfsspiegels 2,
der in einer optimalen relativen Positionsbeziehung mit Bezug auf
den Hauptspiegel 1 angeordnet ist, ein erstes Stützteil in der
Form eines Hauptspiegel-Stützteils 3 von
dreieckiger Form, an welchem der Hauptspiegel 1 fest angebracht
ist, und ein zweites Stützteil
in der Form eines Hilfsspiegel-Stützteils 4 von dreieckförmiger Gestalt,
an welchem der Hilfsspiegel 2 fest angebracht ist.
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Mehrere
(drei im illustrierten Beispiel) Hauptstäbe 15a sind an ihrem
jeweils einen Ende mit jeweils einem der drei Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 fest
verbunden, und ihre jeweils anderen Enden sind mit jeweils einem
Eckpunkt des Hilfsspiegel-Stützteils 4 fest
angebracht, um das Hauptspiegel- und
das Hilfsspiegel-Stützteil 3, 4 miteinander
zu verbinden. Auch sind mehrere (drei in dem illustrierten Beispiel)
Hilfsstäbe 15b mit
ihrem jeweils einen Ende mit jeweils einem Eckpunkt des Hilfsspiegel-Stützteils 4 und
mit ihrem jeweils anderen Ende mit einem einzelnen Verbindungspunkt
A, welcher später
beschrieben wird, verbunden. Die entsprechenden Haupt- und Hilfsstäbe 15a, 15b haben
eine kontinuierliche und integrale (= ganzheitliche) geradlinige
Konfiguration. Mehrere (drei in dem illustrierten Beispiel) Stützbeine 26,
welche als Folgeglieder wirken und jeweils durch eine dreieckförmige Blattfeder gebildet
sind, dienen an ihrem oberen Eckpunkt zum Stützen von zwei Punkten oder
Eckpunkten B des Hauptspiegel-Stützteils 3 und
des Verbindungspunktes A, an welchem die anderen Enden der Hilfsstäbe 15 miteinander
verbunden sind. Die dreieckförmigen Stützbeine 26 sind
an ihrer Basisseite fest auf einer Basisplatte 7 angebracht.
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Bei
diesem ersten Ausführungsbeispiel
haben die entsprechenden Haupt- und Hilfsstäbe 15a und 15b die
Gestalt einer sich kontinuierlich erstreckenden geradlinigen Konfiguration,
und die einen Enden der Hauptstäbe 15a sind
jeweils mit einem der drei Eckpunkte des dreieckförmigen Hauptspiegel-Stützteils 3 verbunden,
während
die anderen Enden der Hilfsstäbe 15b an
dem Verbindungspunkt A miteinander verbunden sind. Somit arbeiten
drei Paare von gegenseitig verbunden Haupt- und Hilfsstäben 15a, 15b zusammen,
um eine Fachwerkstruktur zu bilden, welche die drei Seiten des Hauptspiegel-Stützteils 3 enthält.
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Darüber hinaus
sind die drei Stützbeine 26, die
einzeln mit den beiden Eckpunkten B des Hauptspiegel-Stützteils 3 und
dem Verbindungspunkt A verbunden sind, jeweils aus einer dreieckförmigen Blattfeder
gebildet, welche eine hohe Starrheit und eine hohe Festigkeit gegen
eine in der Ebene auftretende äußere Kraft,
die auf jedes Stützbein 26 in
einer Richtung parallel zu dessen Oberfläche wirkt, hat, und die einen
bestimmten Grad von Elastizität
hat, die in einer Richtung aus der Ebene heraus (d.h. in einer Richtung
senkrecht zur Oberfläche
jeder Blattfeder) hat. Die drei Stützbeine 26 sind in
einer solchen Weise angeordnet, daß sie eine Elastizität in Richtungen
haben, die gegeneinander unterschiedlich sind.
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Bei
der vorbeschriebenen Spiegelträgerstruktur
bilden die Hauptstäbe 15a,
die Hilfsstäbe 15b,
die drei Seiten des Hauptspiegel-Stützteils 3 und die
drei Seiten des Hilfsspiegel-Stützteils 4 zusammen
eine Fachwerkstruktur, wodurch sich eine Spiegelträgerstruktur
von geringem Gewicht und hoher Starrheit ergibt. Da weiterhin der
Hauptspiegel 1 und der Hilfsspiegel 2 nur mittels
der drei Stützbeine 26 allein
auf der Basis platte 7 getragen werden, wird, selbst wenn
die Basisplatte 7 verdreht oder in einer Richtung senkrecht
zu ihrer Oberfläche
verformt wird, keine oder nur eine geringe Momentenlast zu dem Hauptspiegel-Stützteil 3 und
dem Hilfsspiegel-Stützteil 4 übertragen.
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Zusätzlich können, selbst
bei einer Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basisplatte 7 zwischen
den drei Stützbeinen 26,
die aus Blattfedern gebildeten Stützbeine 26 der Ausdehnung
oder Zusammenziehung der Basisplatte 7 folgen, wodurch verhindert
wird, daß die
sich ergebende Ausdehungs- oder Zusammenziehungslast von der Basisplatte 7 zu
den Hauptstäben 15 und
den Hilfsstäben 15b übertragen
wird. Als eine Folge wird, selbst für den Fall, daß eine Änderung
der Umweltbedingungen am Installationsort oder eine Verformung der Montagefläche für die Spiegelträgerstruktur
stattfindet, die Beziehung zwischen den relativen Positionen des
Hauptspiegels 1 und des Hilfsspiegels 2 geeignet aufrecht
erhalten, um die Verformung des Hauptspiegels 1 und des
Hilfsspiegels 2 zu verhindern.
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Einige
Beispiele der Verwendung der Spiegelträgerstruktur nach diesem ersten
Ausführungsbeispiel
sind ein optischer Spiegel in einem optischen Sensor, ein Reflektor
in einem Radiowellensensor, eine optische Antenne in einer optischen
Kommunikationseinrichtung und eine Antenne in einer Radiokommunikationseinrichtung.
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In
dem Fall der Verwendung des Haupt- und des Hilfsspiegels 1, 2 als
ein optischer Sensor sind nicht dargestellte ausgerichtete Löcher in
dem Hauptspiegel 1 und dem Hilfsspiegel 2 in ihrer
jeweiligen Mitte gebildet, und ein Lichtdetektor oder ein Wellendetek tor
zum Erfassen von Beobachtungslicht oder einem Signal ist auf der
Rückseite
des Hauptspiegel-Stützteils 3 entgegengesetzt
zu dessen Vorderseite, auf welcher der Hauptspiegel 1 getragen wird,
so befestigt, daß das
empfangene Beobachtungslicht oder Signal von dem Hauptspiegel 1 und dem
Hilfsspiegel 2 reflektiert wird, um durch die Löcher in
dem Hauptspiegel 1 und dem Hauptspiegel-Stützteil 3 auf
den Detektor zu fallen.
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Andererseits
wird, wenn der Haupt- und der Hilfsspiegel 1, 2 als
ein Kommunikationsinstrument für
die Übertragung
eines Signals wirken, ein Sender auf der Rückseite des Hauptspiegel-Stützteils 3 befestigt,
um ein Sendesignal durch ausgerichtete Löcher (nicht gezeigt), die in
dem Hauptspiegel-Stützteil 3 und
dem Hauptspiegel 1 gebildet sind, so zu übertragen,
daß das
Signal von dem Hilfsspiegel 2 reflektiert wird, um weiterhin
von dem Hauptspiegel 1 reflektiert und projiziert zu werden.
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Es
ist selbstverständlich,
daß ein
Reflexionsspiegel, ein optisches Übertragungssystem usw. auf der
Rückseite
des Hauptspiegel-Stützteils 3 vorgesehen
sein können.
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Ausführungsbeispiel 2
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2 illustriert
in einer perspektivischen Ansicht eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. In der folgenden Beschreibung weiterer
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden dieselben Symbole wie diejenigen
bei dem ersten Ausführungsbeispiel
verwendet wurden, denselben oder entsprechenden Teilen dieser Ausführungsbeispiel
zugeordnet.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
werden zusätzlich
zu den drei Hauptstäben 15a und
den drei Hilfsstäben 15b,
die bei dem ersten Ausführungsbeispiel
verwendet wurden, die drei Eckpunkte des dreieckförmigen Hauptspiegel-Stützteils 3 und die
nicht entsprechenden oder verschiedenen drei Eckpunkte des dreieckförmigen Hilfsspiegel-Stützteils 4,
welche nicht durch die Hauptstäbe 15a miteinander
verbunden sind, auch durch drei zusätzliche Hauptstäbe 25a miteinander
verbunden.
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Aufgrund
einer derartigen Konstruktion wirken insgesamt sechs Seiten des
Hauptspiegel-Stützteils 3 und
des Hilfsspiegel-Stützteils 4 sowie
sechs Stäbe 15a, 15b und 25a miteinander,
um eine Fachwerkstruktur zu bilden, welche insgesamt zwölf Strukturelemente
aufweist.
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Auch
sind drei Stützbeine 26 nach
diesem Ausführungsbeispiel,
die individuell mit dem Verbindungspunkt A und zwei Eckpunkten B
des Hauptspiegel-Stützteils 3 verbunden
sind, ähnlich
den Stützbeinen 26 des
ersten Ausführungsbeispiels 1. D.h.
die Stützbeine 26 nach
diesem zweiten Ausführungsbeispiel
bestehen jeweils aus einer dreieckförmigen Blattfeder mit einer
hohen Starrheit und einer hohen Festigkeit gegenüber einer in der Ebene wirkenden, äußeren Kraft,
die auf sie in einer Richtung parallel zu deren Oberfläche wirkt,
und einen bestimmten Grad von Elastizität in einer Richtung aus der
Ebene heraus, d.h. in einer Richtung senkrecht zu ihrer Oberfläche. Die
drei Stützbeine 26 sind
in einer solchen Weise angeordnet, daß sie jeweils eine Elastizität in verschiedenen
Richtungen besitzen.
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Das
zweite Ausführungsbeispiel
kann dieselben Wirkungen oder Vorteile wie das erste Ausführungsbeispiel
ergeben, und zusätzlich
zu diesen sind drei Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 und drei
Eckpunkte des Hilfsspiegel-Stützteils 4 mittels der
drei zusätzlichen
Hauptstäbe 25a miteinander verbunden,
wodurch die Starrheit der Anordnung des Hauptspiegel-Stützteils 3 und
des Hilfsspiegel-Stützteils 4 weiter
erhöht
ist. Als eine Folge kann für
den Fall, daß die
Spiegelträgerstruktur
nach diesem Ausführungsbeispiel
an einem bewegten Gegenstand in der Form eines Satelliten installiert
ist, der Widerstand gegen die Vibrationslast, die beim Transport der
Spiegelträgerstruktur
mittels einer Rakete ausgeübt
wird, in einem erheblichen Ausmaß verbessert werden.
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Ausführungsbeispiel 3
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3 illustriert
in einer perspektivischen Ansicht eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel
3 sind drei Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 und drei Eckpunkte
des Hilfsspiegel-Stützteils 4 durch
insgesamt sechs Hauptstäbe 35a miteinander
verbunden. Auch sind mehrere Hilfsstäbe 35b an ihrem jeweils einem
Ende mit jeweils einem der drei Eckpunkte des dreieckförmigen Hilfsspiegel-Stützteils 4 und
mit ihrem jeweils anderen Ende in einem einzelnen Verbindungspunkt
A miteinander verbunden.
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Gemäß dieser
Konstruktion sind insgesamt sechs Seiten der Stützteile 3, 4,
sechs Hauptstäbe 35a und
drei Hilfsstäbe 35b miteinander
kombiniert, um eine Fachwerkstruktur mit insgesamt fünfzehn Strukturelementen
zu bilden.
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Darüber hinaus
sind die drei Stützbeine 26 nach
diesem dritten Ausführungsbeispiel,
die individuell mit dem Verbindungspunkt A und den beiden Eckpunkten
B des Hauptspiegel-Stützteils 3 verbunden
sind, von derselben Ausbildung wie die Stützbeine 26 nach dem
ersten Ausführungsbeispiel.
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Gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel können dieselben
Wirkungen oder Vorteile wie diejenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel
1 erhalten werden, und zusätzlich
zu diesen sind die drei Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 und
die drei Eckpunkte des Hilfsspiegel-Stützteils 4 jeweils
miteinander durch die sechs Hauptstäbe 35a verbunden,
so daß die
Starrheit der Anordnung aus dem Hauptspiegel-Stützteil 3 und dem Hilfsspiegel-Stützteil 4 weiter
verbessert werden kann im Vergleich mit der Spiegelträgerstruktur
nach dem ersten Ausführungsbeispiel,
wodurch der Widerstand gegen Vibrationen ebenfalls erhöht wird.
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Zusätzlich kann,
selbst wenn die Länge
jedes Hilfsstabes 35b verkürzt wird, derselbe Grad von Starrheit
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
sichergestellt werden, und als Folge hiervon kann die axiale Abmessung
oder der Abstand zwischen dem Hauptspiegel 1 und dem Hilfsspiegel 2 der
Spiegelträgerstruktur
verringert werden.
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Ausführungsbeispiel 4
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4 illustriert
in einer perspektivischen Ansicht eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind jeweils
bei dem dreieckförmigen
Hauptspiegel-Stützteil 3 und
dem dreieckför migen
Hilfsspiegel-Stützteil 4 eine
Seite des Dreiecks parallel zu der Basisplatte 7 angeordnet.
Drei Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 und drei
Eckpunkte des Hilfsspiegel-Stützteils 4 sind miteinander
durch insgesamt sechs Hauptstäbe 45a verbunden.
Zusätzlich
sind die drei Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 mit
jeweils einem Ende der Hilfsstäbe 45b verbunden,
deren andere Enden zu dem Verbindungspunkt A verbunden sind, der
sich im Abstand von dem Hauptspiegel 1 auf einer Seite
desselben entgegengesetzt zum Hilfsspiegel 2 befindet. Somit
wirken insgesamt sechs Seiten der Stützteile 3, 4 und
neun Haupt- und Hilfsstäbe 45a, 45b miteinander,
um eine Fachwerkstruktur mit insgesamt fünfzehn Strukturelementen zu
bilden.
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Darüber hinaus
sind drei Stützbeine 26, 36 individuell
an ihren oberen Enden oder Scheitelpunkten mit dem Verbindungspunkt
A und zwei Eckpunkten B des Hauptspiegel-Stützteils 3 verbunden.
Von diesen drei Stützbeinen 26, 36 ist
ein Stützbein 36, das
sich an dem Verbindungspunkt A befindet, aus zwei dreieckförmigen Blattfedern
zusammengesetzt, welche miteinander gekreuzt sind, um eine hohe Starrheit
in allen Richtungen zu ergeben, und die anderen Stützbeine 26 sind
jeweils aus einer einzelnen Blattfeder gebildet, und sie sind so
angeordnet, daß sie
einen bestimmten Grad von Elastizität in einer Richtung zu dem
Verbindungspunkt A der drei Stäbe 45b haben,
wobei ihre Normallinien senkrecht zueinander angeordnet sind.
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Das
vierte Ausführungsbeispiel
kann dieselben Wirkungen oder Vorteile wie das dritte Ausführungsbeispiel
erzielen. Zusätzlich
wird im Vergleich zu dem dritten Ausführungsbeispiel das Hauptspiegel-Stützteil 3 durch
die Hauptstäbe 45a und
die Hilfsstäbe 45b in Kombination
gestützt,
so daß es weiterhin
vor einer Verformung aufgrund einer hierauf wirkenden Last geschützt ist
und hierdurch der Widerstand gegen Vibrationen verbessert wird.
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Da
das Hilfsspiegel-Stützteil 4 über die Hauptstäbe 45a durch
das Hauptspiegel-Stützteil 3, aber
nicht direkt auf der Basisplatte 7 gestützt ist, ist darüber hinaus
nicht zu befürchten,
daß die
Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basisplatte 7 zu einer
Veränderung
des Abstands zwischen dem Hilfsspiegel-Stützteil 4 und
dem Hauptspiegel-Stützteil 3 führt.
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Ausführungsbeispiel 5
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5 illustriert
in perspektivischer Ansicht eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, bei welchem das dreieckförmige Hauptspiegel-Stützteil 3 und
das dreieckförmige
Hilfsspiegel-Stützteil 4 in
einer solchen Weise angeordnet sind, daß jeweils eine Seite des Dreieck
senkrecht zu der Oberfläche
der Basisplatte 7 verläuft.
Die drei Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 und die
drei Eckpunkte des Hilfsspiegel-Stützteils 4 sind durch
insgesamt sechs Hauptstäbe 55a miteinander
verbunden. Auch sind die drei Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 jeweils
mit einem Ende der Hilfsstäbe 55b verbunden, deren
jeweils andere Ende zu dem Verbindungspunkt A verbunden sind, der
sich im Abstand von dem Hauptspiegel 1 auf einer Seite
von diesem entgegengesetzt zum Hilfsspiegel 2 befindet.
Somit wirken insgesamt sechs Seiten der Stützteile 3, 4 und neun
Stäbe 55a, 55b zusammen,
um eine Fachwerkstruktur mit insgesamt fünfzehnt Strukturelementen zu
ergeben.
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Zusätzlich sind
drei Stützbeine 26, 36 individuell
mit dem Verbindungspunkt A und zwei Eckpunkten B des Hauptspiegel-Stützteils 3 verbunden. Von
diesen Stützbeinen 26, 36 ist
das Stützbein 36 mit
einer hohen Starrheit in allen Richtungen an dem einen Eckpunkt
B des Hauptspiegel-Stützteils 3 angeordnet
und an diesem befestigt.
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Das
fünfte
Ausführungsbeispiel
kann dieselben Wirkungen oder Vorteile wie das vierte Ausführungsbeispiel
erzielen. Zusätzlich
ist der Verbindungspunkt A an einer Stelle angeordnet, die gegenüber der
Mitte des Hauptspiegel-Stützteils 3 versetzt ist
(d.h. nahe dem Stützbein 36 und
von dem anderen Stützbein 26 weg),
so daß ein
großer
freier Raum an der Seite des Hauptspiegel-Stützteils 3 entgegengesetzt
dem Hauptspiegel 1 im Vergleich mit dem vierten Ausführungsbeispiel
vorgesehen werden kann, wodurch die Montage von peripheren Vorrichtungen wie
einem Lichtdetektor, einem Wellendetektor, optischen Übertragungskomponenten
usw. erleichtert wird.
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Es
ist hier festzustellen, daß das
dreieckförmige
Hauptspiegel-Stützteil 3 so
angeordnet werden kann, daß eine
Seite von diesem nicht senkrecht, sondern geneigt zu der Oberfläche der
Basisplatte 7 verläuft.
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Obgleich
bei den vorbeschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen die Stützbeine 26 aus Blattfedern
gebildet sind, ist selbstverständlich,
daß die
Stützbeine
nicht hierauf beschränkt
sind, sondern statt dessen jede Form von Folgegliedern aufweisen können, die
in der Lage sind, der Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basisplatte 7 zu
folgen, und daher können
sie beispielsweise ein Mechanismus sein, der als "kinematische Befestigung" bezeichnet wird
und Lager mit einem bestimmten Freiheitsgrad der Bewegung oder Drehung
verwendet. Auch kann ein derartiger Mechanismus mit einer Blattfeder
kombiniert werden. Zusätzlich
ist es selbstverständlich daß die Form
des Hauptspiegel-Stützteils.
und des Hilfsspiegel-Stützteils
nicht auf ein Dreieck beschränkt
ist, sondern jede andere Form sein kann. Weiterhin ist die durch
Verwendung der Hauptstäbe und
der Hilfsstäbe
gebildete Fachwerkstruktur nicht auf solche beschränkt, welche
in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen
eins bis fünf
gezeigt sind.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, weist eine Spiegelträgerstruktur gemäß der vorliegenden
Erfindung auf: einen ersten Spiegel und einen zweiten Spiegel, die
in einem vorbestimmten Abstand voneinander einander zugewandt angeordnet
sind; ein ersten Spiegelstützteil
und ein zweites Spiegelstützteil, welche
den ersten Spiegel bzw. den zweiten Spiegel tragen; mehrere Hauptstäbe, welche
das erste Spiegelstützteil
und das zweite Spiegelstützteil
miteinander verbinden; mehrere Hilfsstäbe, die mit ihrem jeweils einen
Ende mit dem ersten Spiegelstützteil
oder dem zweiten Spiegelstützteil
und mit ihrem jeweils anderen Ende zu einem einzelnen Verbindungspunkt verbunden
sind; mehrere Stützbeine
zum indirekten Stützen
des ersten und des zweiten Spiegels an insgesamt drei Punkten, die
aus zwei Punkten auf dem ersten Spiegelstützteil und dem einzelnen Verbindungspunkt,
an welchem die Hilfsstäbe
miteinander verbunden sind, bestehen; und eine Platte, auf welcher
die Stützbeine
fest angebracht sind. Die Stützbeine
sind durch Folgeglieder gebildet, die in der Lage sind, einer Ausdehnung
oder Zusammenziehung der Basis zu folgen. Mit dieser Anordnung ist
es möglich,
eine Spiegelträgerstruktur
vorzusehen, welche ein geringes Gewicht und eine hohe Starrheit
besitzt.
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Da
der erste Spiegel und der zweite Spiegel nur durch die drei Stützbeine
auf der Basis getragen werden, wird zusätzlich, selbst wenn eine Verdrehung
oder eine Verformung der Basis aus der Oberfläche heraus (d.h. eine Verformung
in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche der Basis) stattfindet, eine
auf der Basis erzeugte Momentenlast nicht zu dem ersten und dem
zweiten Spiegel übertragen. Auch
können,
selbst wenn eine Ausdehnung oder Zusammenziehung des Bereichs der
Basis erfolgt, welcher innerhalb einer durch die drei Stützbeine
definierten Dreieckfläche
liegt, die Stützbeine
einer derartigen Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basis folgen,
so daß eine
Last, die eine Ausdehnung oder Zusammenziehung der Stäbe bewirkt,
nicht von der Basis über
die Stützbeine
auf die Stäbe übertragen
wird. Als eine Folge wird, selbst für den Fall, daß eine Veränderung
der Umweltbedingungen an der Stelle der Installation oder eine Verformung
einer Montagefläche
stattfindet, die relative Positionsbeziehung zwischen dem ersten
Spiegel und dem zweiten Spiegel geeignet aufrecht erhalten, wodurch
jede schwerwiegende Verformung des ersten und des zweiten Spiegels
verhindert wird, durch die anderenfalls das Leistungsvermögen von
diesen beeinträchtigt
würde.
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Gemäß einer
bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung sind das erste Spiegelstützteil und das
zweite Spiegelstützteil
jeweils aus einer dreieckförmigen
Platte gebildet, und die Hauptstäbe
und die Hilfsstäbe
umfassen drei Paare von Haupt- und Hilfsstäben, die in jedem Paar miteinander
verbunden sind, um eine kontinuierliche und integrale geradlinige
Konfiguration zu bilden. Die drei Paare von zusammenhängenden und
integral verbundenen Haupt- und Hilfsstäben dienen zum Verbinden von drei
Eckpunkten des ersten dreieckförmigen
Spiegelstützteils
mit jeweils drei entsprechenden Eckpunkten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils, um
mit drei Seiten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils
und drei Seiten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils
zusammenzuarbeiten für
die Bildung einer Fachwerkstruktur. Somit wirken die Hauptstäbe, die
Hilfsstäbe,
die drei Seiten des ersten Spiegelstützteils und die drei Seiten
des zweiten Spiegelstützteils
miteinander, um eine Fachwerkstruktur zu bilden, wodurch eine Spiegelträgerstruktur
von geringem Gewicht und hoher Starrheit geschaffen wird.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung weisen die Hauptstäbe zusätzliche
Hauptstäbe
auf, die drei Eckpunkte des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils
mit drei verschiedenen Eckpunkten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils
in Kombinationen verbinden, die verschieden sind von solchen, bei
denen die drei Eckpunkte des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils
und die drei entsprechenden Eckpunkte des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils
durch die drei Paare von zusammenhängenden und integral verbundenen
Haupt- und Hilfsstäben
miteinander verbunden sind. Demgemäß wird die Starrheit einer Anordnung
aus dem ersten Spiegelstützteil
und dem zweiten Spiegelstützteil
weiter verbessert. Z.B. ist es für
den Fall, daß die
Spiegelträgerstruktur
an einem bewegten Gegenstand in der Form eines Satelliten installiert
ist, möglich,
den Widerstand der Spiegelträgerstruktur
gegenüber
einer Vibrationslast, welche beim Abschuß des Satelliten auf diesen
ausgeübt wird,
zu erhöhen.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung bestehen das
erste Spiegelstützteil
und das zweite Spiegelstützteil
jeweils aus einer dreieckförmigen
Platte, und die Hauptstäbe weisen
sechs Hauptstäbe
auf, die drei Eckpunkte des ersten Spiegelstützteils und drei Eckpunkte
des zweiten Spiegelstützteils
verbinden. Die Hilfsstäbe
weisen drei Hilfsstäbe
auf, die mit drei Eckpunkten des zweiten Spiegelstützteils
verbunden sind, wobei die sechs Hauptstäbe und die drei Hilfsstäbe mit drei
Seiten des ersten dreieckförmigen
Spiegelstützteils
und drei Seiten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils
zusammenwirken, um eine Fachwerkstruktur zu bilden. Somit erhält eine
Anordnung aus dem ersten Spiegelstützteil und dem zweiten Spiegelstützteil eine
hohe Starrheit und einen hohen Vibrationswiderstand.
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Zusätzlich kann
die Länge
der Hilfsstäbe
verkürzt
werden, so daß dementsprechend
die gesamte Spiegelträgerstruktur
kompakt wird, während
die Starrheit des zweiten Spiegelstützteils sichergestellt ist.
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Gemäß noch einer
weiteren bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung bestehen das
erste Spiegelstützteil
und das zweite Spiegelstützteil
jeweils aus einer dreieckförmigen
Platte, und das erste dreieckförmige
Spiegelstützteil
und das zweite dreieckförmige
Spiegelstützteil
sind so angeordnet, daß ihre
eine Seite parallel zu der Oberfläche der Basis verläuft. Die
Hauptstäbe
weisen sechs Hauptstäbe auf,
welche drei Eckpunkte des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils
und drei Eckpunkte des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils
miteinander verbinden. Die Hilfsstäbe weisen drei Hilfsstäbe auf,
die jeweils mit den drei Eckpunkten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils
verbunden sind, wobei die sechs Hauptstäbe und drei Hilfsstäbe mit drei
Seiten des ersten dreieckförmigen
Spiegelstützteils
und drei Seiten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils zusammenwirken,
um eine Fachwerkstruktur zu bilden. Somit wird das erste Spiegelstützteil von
den Hauptstäben
und den Hilfsstäben
so gestützt,
daß es weiterhin
vor Verformungen durch eine hierauf ausgeübte Kraft gestützt ist
und einen hohen Widerstand gegen Vibrationen erhält.
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Da
das zweite Spiegelstützteil
nicht direkt auf der Basis, sondern über das erste Spiegelstützteil gestützt ist,
findet keine Veränderung
des Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Spiegelstützteil als
Folge einer Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basis statt.
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Gemäß noch einer
weiteren bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung bestehen das
erste Spiegelstützteil
und das zweite Spiegelstützteil
jeweils aus einer dreieckförmigen
Platte, und das erste dreieckförmige
Spiegelstützteil
und das zweite dreieckförmige
Spiegelstützteil
sind so angeordnet, daß sie
jeweils eine Seite aufweisen, die antiparallel zu einer Oberfläche der
Basis verläuft.
Die Hauptstäbe weisen
sechs Hauptstäbe
auf, welche drei Eckpunkte des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils
und drei Eckpunkte des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils
miteinander verbinden. Die Hilfsstäbe weisen drei Hilfsstäbe auf,
die mit drei Eckpunkten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils
verbunden sind, wobei die sechs Hauptstäbe und die sechs Hilfsstäbe mit drei
Seiten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils
und drei Seiten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils
zusammenwirken, um eine Fachwerkstruktur zu bilden. Demgemäß wird weiterhin
verhin dert, wie vorstehend erwähnt
ist, daß das
erste Spiegelstützteil,
das von den Hauptstäben und
den Hilfsstäben
gestützt
ist, durch eine hierauf ausgeübte
Last verformt wird, und es erhält
eine hohe Widerstandsfähigkeit
gegen Vibrationen. Zusätzlich
ist das zweite Spiegelstützteil
nicht direkt auf der Basis, sondern über das erste Spiegelstützteil gestützt, so
daß keine
Veränderung
des Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Spiegelstützteil auftritt,
die sich aus einer Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basis ergibt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung sind die Folgeglieder
jeweils aus einer Blattfeder gebildet, so daß sie der Ausdehnung oder Zusammenziehung
der Basis mit einer einfachen Konstruktion folgen können.