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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung, mit der eine Komponente an einer gehöhlten Außenstruktur eines Raumflugkörpers gesichert und/oder befestigt werden kann, ein Verfahren zum Sichern und/oder Befestigen einer Komponente an einer Außenstruktur eines Raumflugkörpers und eine Montagevorrichtung zum Befestigen einer Komponente an einem Raumflugkörper.
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Raumflugkörper wie beispielsweise künstliche Satelliten und Raumstationen werden zu verschiedenen Zwecken eingesetzt, beispielsweise zur Beobachtung von Sternen und Planeten, zur Erfüllung kommerzieller Aufgaben oder zur Durchführung von Forschungsexperimenten. Dabei werden derartige Raumflugkörper zum Teil über einen langen Zeitraum genutzt, und es können in dieser Zeit zunächst nicht eingeplante Erweiterungen sinnvoll werden.
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Beispielsweise wurden bereits im Jahre 1998 die ersten Module für die Internationale Raumstation (ISS) gestartet. In den Modulen, die auch 20 Jahre später noch regelmäßig wissenschaftlich genutzt werden, stehen den Nutzern vielfältige und hervorragende Experimentieranlagen zur Forschung unter Schwerelosigkeit zur Verfügung. Die Plätze für externe Experimente (z.B. im Bereich der Astronomie oder Erdbeobachtung) sind jedoch sehr begrenzt. Es besteht daher ein Interesse an der Montage zusätzlicher Erweiterungen außen an der Raumstation.
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Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Technik bereitzustellen, die eine solide und einfache nachträgliche Erweiterung eines Raumflugkörpers ermöglicht.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Haltevorrichtung gemäß Anspruch 1, eine Montagevorrichtung gemäß Anspruch 8 und ein Verfahren nach Anspruch 9. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.
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Eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung dient einem Sichern und/oder Befestigen einer Komponente an einer gehöhlten Außenstruktur eines Raumflugkörpers; als derartige „gehöhlte Außenstruktur“ ist in dieser Schrift ein Bauteil oder Oberflächenelement (jeweils) mit einem Loch (bzw. einer „Aushöhlung“), zu verstehen, wobei das Loch durchgehend oder als (an einem Ende verschlossene) Senke ausgebildet sein kann. Die Haltevorrichtung umfasst einen rohrartigen Montagekolben sowie einen Vorrichtungskopf. Der (vorzugsweise im Wesentlichen kreiszylindrisch geformte) Montagekolben ist dazu eingerichtet, in eine Öffnung der gehöhlten Außenstruktur eingeführt zu werden, und er weist eine Mehrzahl an Zungensegmenten auf: Wie weiter unten erläutert ist, dienen diese Zungensegmente einer soliden Befestigung der Haltevorrichtung in der gehöhlten Außenstruktur.
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Der Vorrichtungskopf weist mindestens ein Sicherungs- und/oder Befestigungselement für die Komponente auf. Als Sicherungs- und/oder Befestigungselement kann der Vorrichtungskopf beispielsweise ein Gewinde, eine Ringöse und/oder einen Haken aufweisen, mit dem die Komponente kraft- und/oder formschlüssig verbunden werden kann, und/oder der Vorrichtungskopf kann im Vergleich zum Montagekolben eine Verdickung (z.B. in Form einer Schulter) ausbilden; insbesondere kann die Haltevorrichtung auf diese Weise eine pilzähnliche Form haben. Eine derartige Verdickung kann dazu eingerichtet sein, ein Abrutschen der Komponente zu verhindern, wenn diese außen an der gehöhlten Außenstruktur montiert (z.B. festgeklemmt) ist. Der Vorrichtungskopf kann lösbar an einem Ende des Montagekolben montiert bzw. zu montieren sein oder mindestens teilweise einteilig an einem Ende des Montagekolben angeformt sein, insbesondere kann die oben genannte Verdickung bzw. Schulter monolithisch mit mindestens einem Teil des Montagekolbens ausgebildet sein.
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Eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung umfasst weiterhin ein Formstück, dessen Position im Inneren des Montagekolbens verstellbar ist. Das Formstück ist dazu eingerichtet, jeweils mindestens einen Abschnitt der Zungensegmente des Montagekolbens nach außen zu drängen, wenn seine Position (vorzugsweise in eine Richtung zum Vorrichtungskopf hin) geändert wird. In einem vorgesehenen Verwendungszustand, in dem der Montagekolben in einen Hohlraum in der gehöhlten Außenstruktur eingeführt ist, können somit die jeweiligen Abschnitte der Zungensegmente mittels einer derartigen Positionsänderung des Formstücks von innen gegen eine Wand des Hohlraums gepresst werden. So kann der Montagekolben und damit die Haltevorrichtung kraftschlüssig an der Außenstruktur befestigt werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Formstück wenigstens einen keilförmigen Bereich auf.
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Eine erfindungsgemäße Montagevorrichtung dient einem Befestigen einer Komponente an einem Raumflugkörper und umfasst eine Greifeinrichtung sowie eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung nach einer der in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen. Die Greifeinrichtung ist dazu eingerichtet, eine an einer Außenwand des Raumflugkörpers hervorragende, gehöhlte Außenstruktur zu umgreifen. Der Montagekolben der Haltevorrichtung ist dazu eingerichtet, in eine Öffnung der gehöhlten Außenstruktur eingeführt und dort fixiert zu werden.
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Die Greifeinrichtung kann beispielsweise zwei um eine gemeinsame Achse gegeneinander verschwenkbare Schenkel aufweisen, die vorzugsweise gegeneinander fixiert werden können.
Die Haltevorrichtung dient dabei dazu, ein Abrutschen der Greifeinrichtung von der Außenstruktur zu verhindern. Vorzugsweise weist die dazu ein Sicherungselement auf, das mindestens ein einem Bereich einen größeren radialen Durchmesser aufweist als die Greifeinrichtung (zumindest in einem fixierten Zustand ihrer Schenkel) umgreifen kann. Die Angabe „radial“ bezieht sich dabei in dieser Schrift ebenso wie die Bezeichnung „Umfangsrichtung“ auf eine zentrale Rohrachse des Montagekolbens.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient einem Sichern und/oder Befestigen einer Komponente an einem Raumflugkörper. Es umfasst ein Einführen eines Montagekolbens einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung (gemäß einer der in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen) in eine Öffnung einer gehöhlten Außenstruktur am Raumflugkörper und ein Fixieren der Haltevorrichtung durch ein Auseinanderdrängen von Zungensegmenten im Montagekolben mittels Ändern einer Position eines Formstücks im Montagekolben. Gemäß einer Ausführungsvariante wird das Verfahren im Weltraum durchgeführt.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit in vorteilhafter Weise, einen bereits im All befindlichen Raumflugkörper nachträglich um eine Komponente zu erweitern, indem eine vorhandene gehöhlte Außenstruktur an dem Raumflugkörper für die Befestigung der Komponente genutzt wird. Zusätzlich zur Haltevorrichtung kann dabei mindestens eine weitere Vorrichtung (wie z.B. eine Greifeinrichtung (insbesondere eine Klammer) oder ein verschließbarer Haken) eingesetzt werden, mittels deren die Komponente beispielsweise mit der Außenstruktur verbunden werden kann und deren Verbindungsfunktion die Haltevorrichtung dann insbesondere sichern kann.
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Die gehöhlte Außenstruktur kann beispielsweise ein Oberflächenabschnitt mit einer Bohrung sein oder ein mindestens teilweise hohler Vorsprung an der Oberfläche des Raumflugkörpers, beispielsweise ein aus dessen Oberfläche herausragendes Rohr. Insbesondere kann die gehöhlte Außenstruktur ein sogenannter „Trunnion“ sein: Dabei handelt es sich um sehr stabile (kreiszylinderförmige) Rohre aus korrosionsbeständigen Nickelbasislegierungen oder Titan mit einem Außendurchmesser von 82mm, die an den vom Space Shuttle zur internationalen Raumstation ISS transportierten Modulen als Schnittstellen zum Space Shuttle angeordnet sind. Der Vorrichtungskopf der Halteeinrichtung weist in diesem Fall vorzugsweise (mindestens an einer Stelle) einen Außendurchmesser von mehr als 82mm auf, so dass ein Abrutschen einer am Trunnion befestigten Vorrichtung (beispielsweise einer ihn mindestens teilweise umgreifenden Greifeinrichtung) verhindert werden kann.
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Dem entsprechend ragt die gehöhlte Außenstruktur gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Verfahrens an einer Außenwand des Raumflugkörpers hervor (ist beispielsweise als ein Trunnion ausgebildet) und umfasst das Verfahren ein Fixieren einer mit der Komponente verbundenen oder zu verbindenden Greifeinrichtung an der gehöhlten Außenstruktur derart, dass die Greifeinrichtung das Element mindestens teilweise umgreift. Vorzugsweise ist ein Außendurchmesser des Vorrichtungskopfes dabei zumindest an einer Stelle größer als ein Innendurchmesser der Greifeinrichtung und damit als ein Außendurchmesser der gehöhlten Außenstruktur. Der Vorrichtungskopf der fixierten Haltevorrichtung kann damit ein Abrutschen der Greifeinrichtung vom Element verhindern.
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Alternativ oder zusätzlich kann ein erfindungsgemäßes Verfahren ein Verbinden der Komponente mit einem am Vorrichtungskopf der Haltevorrichtung angeordneten Befestigungselement (wie beispielsweise eine Ringöse) umfassen, beispielsweise mittels eines verschließbaren Hakens.
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Die Zungensegmente einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung weisen vorzugsweise jeweils ein freies Ende auf, das - bezogen auf den Montagekolben - zumindest teilweise nach außen gebogen werden kann. Vorzugsweise ist ein derartiges freies Ende bei einem oder mehreren der Zungensegmente dem Vorrichtungskopf zugewandt; dadurch kann eine besonders solide Verbindung mit der Außenstruktur realisiert werden. Eine Stärke der Zungensegmente (also ein Durchmesser in - bezogen auf eine Rohrachse des Montagekolbens -radialer Richtung) kann vorzugsweise zum freien Ende hin zunehmen, so dass die Zungensegmente in radialer Richtung jeweils keilartig ausgebildet sein. Derart geformt Zungensegmente können besonders gut nach außen gedrängt werden, wenn das Formstück an ihrer inneren (von der Außenstruktur abgewandten) Oberfläche entlangbewegt wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen je zwei Zungensegmenten ein stabiler Rohrabschnitt des Montagekolbens angeordnet, der also bei einer Positionsänderung des Formstücks fest bleibt. Dadurch wird die Stabilität des Montagekolbens verbessert. Vorzugsweise sind die Zungensegmente in Umfangsrichtung zumindest im Bereich ihrer freien Enden breiter als die stabilen Rohrabschnitte. Insbesondere vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der eine in Umfangsrichtung des Montagekolbens gemessene Breite der Zungensegmente an ihren freien Enden jeweils mindestens das 1,5-Fache und/oder höchstens das 2,5-Fache einer in Umfangsrichtung im Bereich der freien Enden (also benachbart zu diesen) gemessenen Breite stabiler Rohrabschnitte beträgt. Die Zungensegmente können damit, wenn sie von innen nach außen und gegen die gehöhlte Außenstruktur gedrängt werden, eine besonders solide Befestigung des Montagekolbens an der Außenstruktur und damit am Raumflugkörper bewirken.
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Die jeweilige Position des Formstücks im Inneren des Montagekolbens kann beispielsweise mittels einer Hebelvorrichtung verstellbar sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Formstück ein Innengewinde auf (im Formstück ist dann also ein Kanal angeordnet, an dessen Wandung das Innengewinde eingebracht ist) und umfasst die Haltevorrichtung eine Schraubvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, zum Verstellen der Position des Formstücks mit dem Innengewinde verschraubt zu werden. Die Schraubvorrichtung kann mindestens teilweise mit dem Vorrichtungskopf verbunden sein. Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst vorzugsweise ein Verschrauben einer derartigen Schraubvorrichtung.
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Vorzugsweise umfasst die Schraubvorrichtung mindestens eine Schraube, die durch den Vorrichtungskopf hindurch geführt ist oder die dazu eingerichtet ist, durch den Vorrichtungskopf hindurch geführt zu werden. Die Schraube ist dazu eingerichtet, das Formstück beim Verschrauben zum Vorrichtungskopf hin bewegen, insbesondere zu ziehen. Ein Kopf der Schraube ist in montiertem Zustand vorzugsweise im Vorrichtungskopf versenkt; so kann eine unbeabsichtigte Betätigung oder eine Beschädigung der Schraube verhindert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Schraubvorrichtung zusätzlich zu einer (derartigen) Schraube eine Buchse mit einem Innen- und einem Außengewinde. Die Schraube ist dabei dazu eingerichtet, in das Innengewinde der Buchse eingeschraubt zu werden und dabei deren Außengewinde mit dem Innengewinde des Formstücks zu verschrauben. Insbesondere sind also sowohl das Gewinde der Schraube und das Innengewinde der Buchse zueinander passend ausgebildet als auch das Außengewinde der Buchse und das Innengewinde des Formstücks.
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Eine derartige Buchse mit Außen- und Innengewinde bietet den Vorteil, dass ein Versagen eines der Gewinde durch das jeweils andere kompensiert werden kann. So bleibt die Schraubvorrichtung funktionsfähig.
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Insbesondere vorteilhaft ist eine Ausführungsvariante, bei der das Außengewinde der Buchse eine andere Gewindesteigung aufweist als das Innengewinde der Buchse. Auf diese Weise kann arrangiert werden, dass sich die Schraube beim Schrauben schneller in die Buchse eindreht als die Buchse in das Formstück oder umgekehrt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eines der Zungensegmenten des Montagekolbens ein verformbares Material, dass dazu eingerichtet ist, sich in ein den Montagekolben umgebendes Innenprofil der Außenstruktur einzupassen, wenn das Zungensegment vom Formstück nach außen gedrängt wird. Auf diese Weise kann zwischen dem (verformten) Zungensegment und der Außenstruktur ein Formschluss hergestellt werden, der eine besonders feste Verankerung der Haltevorrichtung an der Außenstruktur ermöglicht.
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Vorteilhaft ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher der Montagekolben ein oder mehrere flexible(s) Krallenelement/en als Fixierhilfe für die Haltevorrichtung aufweist. Derartige Krallenelemente vereinfachen die Installation der Haltevorrichtung (beispielsweise in der Schwerelosigkeit), indem mit ihnen sichergestellt werden kann, dass der in die Öffnung der gehöhlten Außenstruktur eingeführte Montagekolben in einer gewünschten Position verbleibt, auch noch ehe die Haltevorrichtung mittels einer Positionsänderung des Formstücks fixiert wird. Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann dem entsprechend ein Vorfixieren des Montagekolbens in der gehöhlten Außenstruktur mittels mindestens eines flexiblen Krallenelements am Montagekolben umfassen.
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Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eines der Zungensegmente selbst wenigstens teilweise aus einem flexiblen Material bestehen. In einem Zustand, in dem das mindestens eine Zungensegment (noch) nicht mittels des Formstücks gegen eine Wand des Hohlraums in der Außenstruktur gepresst wird, kann das mindestens eine Zungensegment dann als Fixierhilfen dienen.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass einzelne Elemente und Komponenten auch anders kombiniert werden können als dargestellt. Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente sind figurenübergreifend verwendet und werden ggf. nicht für jede Figur neu beschrieben.
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Es zeigen schematisch:
- 1: eine exemplarische Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung in perspektivischer Ansicht;
- 2: eine Ansicht der in 1 gezeigten Haltevorrichtung von der Seite des Vorrichtungskopfes mit Blickrichtung parallel zur Rohrachse des Montagekolbens;
- 3: eine Schnittansicht der Haltevorrichtung der 1 entlang des in 2 gezeigten Schnitts A-A; und
- 4: eine Schnittansicht der in eine gehöhlte Außenstruktur eingeführten Vorrichtung der 1 entlang des in 2 gezeigten Schnitts B-B.
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1 zeigt eine exemplarische Ausführungsform einer erfinderischen Haltevorrichtung 1 in perspektivischer Ansicht. Die Haltevorrichtung umfasst einen rohrartigen Montagekolben 10, der dazu eingerichtet ist, in eine Öffnung einer geeigneten gehöhlten Außenstruktur eines Raumflugkörpers eingeführt zu werden. Darüber hinaus umfasst die Haltevorrichtung 10 einen Vorrichtungskopf 20 mit einem Sicherungselement 21 in Gestalt einer ringartigen Verdickung (nämlich einer Schulter), die dazu vorgesehen ist, über einen Rand der Öffnung der Außenstruktur hinauszuragen und damit ein Abrutschen einer an der Außenstruktur befestigten Komponente zu verhindern; dies ist in der 4 gezeigt, die weiter unten beschrieben wird. Der Vorrichtungskopf 20 ist vorliegend mit dem Montagekolben 10 verbunden; die Schnittansicht in 4 zeigt, dass er sogar teilweise einteilig mit dem Montagekolben ausgebildet ist, alternativ könnte der Vorrichtungskopf lösbar mit dem Montagekolben verbunden sein.
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Mit dem Montagekolben 10 und dem ein verdicktes Sicherungselement 21 umfassenden Vorrichtungskopf weist die gezeigte exemplarische Haltevorrichtung 1 eine pilzähnliche Gestalt auf.
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Darüber hinaus umfasst der Vorrichtungskopf 20 der in der 1 dargestellten Ausführungsform ein Befestigungselement 22, das im vorliegenden Beispiel als eine Ringöse ausgebildet ist, in den z.B. ein verschließbarer Haken eingehängt werden kann.
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Der rohrartige Montagekolben 10 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen drehsymmetrisch (um 120°) um seine Rohrachse X ausgebildet und weist drei Zungensegmente 11 auf, von denen in der 1 aufgrund der Perspektive nur zwei sichtbar sind. Es versteht sich, dass eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung alternativ eine andere Anzahl an Zungensegmenten bzw. eine Drehsymmetrie mit einem anderen Winkel aufweisen kann.
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Die Zungensegmente sind im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils durch (vorliegend parallel zur Rohrachse X verlaufende) Schlitze 12 von stabilen Rohrabschnitten 13 des Montagekolbens 10 getrennt, die in Umfangsrichtung U des Montagekolbens 10 schmaler ausgebildet sind als die Zungensegmente.
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Die Zungensegmente können mittels eines in der 1 nicht sichtbaren Formstücks im Inneren des Montagekolbens 10 nach außen gedrängt werden. Zum Verstellen der Position des Formstücks, das weiter unten mit Bezug zur 3 beschrieben ist, weist die Haltevorrichtung 1 im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Schraubvorrichtung auf. In der 1 ist von der Schraubvorrichtung lediglich eine Schraube 41 sichtbar, die in Richtung der Rohrachse X durch den mit dem Montagekolben verbundenen Vorrichtungskopf 20 geführt ist. Ein Endstück der Schraube 41 ist in einen Ringvorsprung 23 des Vorrichtungskopfes abgesenkt. Dadurch wird die Schraube vor Stößen und/oder vor einer unbeabsichtigten Verdrehung geschützt.
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Der in der 1 gezeigte Montagekolben 10 weist drei flexible Krallenelemente 14 auf, von denen in der 1 aufgrund der Perspektive nur zwei sichtbar sind; es versteht sich, dass eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung alternativ eine andere Anzahl an Krallenelemente haben kann. Die Krallenelemente 14 dienen einer vereinfachten Installation der Haltevorrichtung, indem sie verhindern, dass der in eine Öffnung der Außenstruktur eingesteckte Montagekolbens 10 vor seiner soliden Befestigung (durch Verstellen der Position eines Formstücks wie mit Bezug zur 3 beschrieben) verrutscht.
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Die 2 zeigt eine Ansicht der Haltevorrichtung 1 (im aneinander befestigten Zustand von Montagekolben und Vorrichtungskopf), bei der die Blickrichtung der Rohrachse X ausgehend vom Vorrichtungskopf entspricht. Aufgrund der pilzförmigen Gestalt der Haltevorrichtung ist der Montagekolben in dieser Perspektive nicht sichtbar, sondern lediglich der Vorrichtungskopf und ein Ende der durch ihn geführten Schraube 41. In der 2 sind durch die Angaben A-A und B-B Schnittebenen verdeutlicht, entlang denen geschnitten die Haltevorrichtung 1 in den 3 bzw. 4 gezeigt ist (wobei in 4 zusätzlich eine gehöhlte Außenstruktur 2 dargestellt ist, in die der Montagekolben 10 der Haltevorrichtung 1 eingeführt ist).
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3 zeigt also einen Längsschnitt durch die Haltevorrichtung 1 entlang der Rohrachse X des Montagekolbens und der in der 2 markierten Linie A-A. Dabei ist ein Formstück 30 erkennbar, das im Inneren des rohrartigen Montagekolbens 10 angeordnet ist und dessen Position dort mittels einer Schraubvorrichtung 40 in Richtung der Rohrachse X verstellbar ist. Die Schraubvorrichtung umfasst die Schraube 41 und eine Buchse 42, die ein Innen- und ein Außengewinde aufweist und durch Drehung der Schraube 41 in ein zentrales Innengewinde 31 im Formstück 30 eingeschraubt wurde. Die Buchse bietet den Vorteil einer Redundanz, weil bei Versagen eines der Gewinde das andere noch funktionsfähig bleiben und die Positionsänderung des Formstücks 30 im Montagekolben bewirken kann.
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Die Zungensegmente 11 weisen jeweils ein freies Ende 15 auf, das aus dem Inneren des Montagekolbens mittels des darin beweglichen Formstücks nach radial außen gedrängt werden kann. Im gezeigten Beispiel, in dem der Vorrichtungskopf mit dem Montagekolben verbunden ist, sind die freien Enden dem Vorrichtungskopf zugewandt.
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Eine Positionsänderung des Formstücks 30 zum Vorrichtungskopf 20 hin hat dann zur Folge, dass die freien Enden 15 der Zungensegmente 11 nach radial außen gedrängt werden. So kann der Montagekolben 10 im Inneren einer gehöhlten Außenstruktur eingeklemmt werden.
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Vorzugsweise weisen die Zungensegmente 11 zumindest in einem radial äußeren Bereich der freien Enden 15 ein verformbares Material auf, das, wenn der Montagekolben in eine Öffnung einer gehöhlten Außenstruktur eingeführt ist, in ein Innenprofil der Außenstruktur eingedrückt werden kann und dabei verformt wird, so dass eine formschlüssige Verbindung entsteht.
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Eine an den freien Enden 15 der Zungensegmente jeweils ausgebildete Stufe nach radial außen ermöglicht dabei zudem deren formschlüssiges Eingreifen in ein ggf. vorhandenes entsprechendes Profil im Inneren der gehöhlten Außenstruktur.
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Wie in der Schnittdarstellung der 3 erkennbar ist, drücken jeweilige Bereiche des Formstücks 30 jeweils ein Zungensegment 11 radial nach außen. Die Bereiche des Formstücks weisen dabei eine Keilform auf, und die Zungensegmente sind jeweils zu ihrem freien Ende 15 hin zunehmend verdickt. Insbesondere liegen die Zungensegmente 11 und ein jeweiliger Bereich des Formstücks flächig aneinander. Dies ermöglicht eine besonders gute Kraftübertragung von der Schraubeinrichtung 40 mittels des Formstücks 30 auf die Zungensegmente 11.
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In der 4 ist dargestellt, wie die exemplarische Haltevorrichtung in einer vorliegend kreiszylindrisch ausgebildeten gehöhlten Außenstruktur (mit Hohlraum 201) eingesetzt und befestigt ist. Der Montagekolben 10 ist dazu in eine Öffnung 202 der Außenstruktur eingeführt worden. Die gezeigte Außenstruktur 200 könnte beispielsweise ein (oben beschriebener) „Trunnion“ sein.
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Das als radiale Verdickung bzw. Schulter ausgebildete Sicherungselement 21 des Vorrichtungskopfes 20 ragt dabei radial über die Außenstruktur hinaus. Ist an der Mantelfläche der Außenstruktur eine Komponente befestigt, beispielsweise mit Hilfe einer Greifeinrichtung (nicht dargestellt), so wirkt das Sicherungselement 21 einem möglichen Abrutschen der Greifeinrichtung entgegen und sichert somit die Befestigung der Komponente an der Außenstruktur.
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Die stabilen Rohrabschnitte 13 zwischen den Zungensegmenten 11 des Montagekolbens werden vorzugsweise nicht belastet, wenn das Formstück 30 in seiner Position geändert wird. Dies ist in der 4 erkennbar, die (aufgrund der Schnittebene entlang der Rohrachse X und der in 2 gezeigten Linie B-B) zeigt, dass das Formstück 30 in einem dem stabilen Rohrabschnitt 13 zugewandten Bereich gerade, also nicht keilförmig ausgebildet ist. Der stabile Rohrabschnitt 13 wird daher bei einer Bewegung des Formstücks nicht verdrängt. Auf diese Weise wird die Stabilität des Montagekolbens als Ganzes verbessert.
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Wie weiterhin aus der 4 ersichtlich ist, ist der Vorrichtungskopf 20 im gezeigten Ausführungsbeispiel einteilig mit dem Montagekolben 10 ausgebildet, indem das Sicherungselement 21 des Vorrichtungskopfes 20 in einem kontinuierlichen Materialübergang mit den stabilen Rohrabschnitten 13 verbunden ist. Alternativ könnten der Vorrichtungskopf ein separates Bauteil sein (insbesondere also von den stabilen Rohrabschnitten getrennt), das mittels des Formstücks 30 und der Schraubeinrichtung 40 lösbar mit dem Montagekolben 10 verbunden werden kann.
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Offenbart ist eine Haltevorrichtung 1 zum Sichern und/oder Befestigen einer Komponente an einer gehöhlten Außenstruktur eines Raumflugkörpers. Die Haltevorrichtung umfasst einen rohrartigen Montagekolben 10 zum Einführen in eine Öffnung der Außenstruktur 200 sowie einen Vorrichtungskopf 20 mit mindestens einem Sicherungs- und/oder Befestigungselement 21, 22 für die Komponente. Der Montagekolben umfasst eine Mehrzahl an Zungensegmenten 11. Ein Formstück 30 im Inneren des Montagekolbens weist eine verstellbare Position auf und ist dazu eingerichtet, bei einer Positionsänderung jeweils mindestens einen Abschnitt der Zungensegmente des Montagekolbens nach außen zu drängen.
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Offenbart sind ferner eine Montagevorrichtung mit einer Greifeinrichtung und einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung 1 und ein Verfahren zum Sichern und/oder Befestigen einer Komponente an einem Raumflugkörper.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Haltevorrichtung
- 10
- Montagekolben
- 11
- Zungensegment
- 12
- Schlitz
- 13
- stabiler Rohrabschnitt
- 14
- flexibles Krallenelement
- 15
- freies Ende eines Zungensegments 11
- 20
- Vorrichtungskopf
- 21
- als Schulter bzw. Verdickung ausgebildetes Sicherungselement
- 22
- Befestigungselement
- 23
- Ringvorsprung
- 30
- Formstück
- 31
- zentrales Innengewinde im Formstück 30
- 40
- Schraubvorrichtung
- 41
- Schraube
- 42
- Buchse
- 200
- gehöhlte Außenstruktur
- 201
- Hohlraum
- 202
- Öffnung der gehöhlten Außenstruktur 200
- U
- Umfangsrichtung des Montagekolbens 10
- X
- Rohrachse des Montagekolbens 10
