DE19649741A1 - Gelenk zum Entfalten und Verriegeln einer Solarpaneele oder eines Reflektors - Google Patents

Gelenk zum Entfalten und Verriegeln einer Solarpaneele oder eines Reflektors

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Description

Die Erfindung betrifft ein Gelenk zum Entfalten und Verriegeln einer um 180° schwenkbaren Solarpaneele oder eines Reflektors.
Bekannte derartige Gelenke haben am Anfang des Entfaltens ein sehr hohes Entfaltmoment und damit eine hohe Belastung auf die Systemkomponenten und gegen Ende des Entfaltens ein relativ kleines Moment, welches bei widrigen Umständen nicht zum völligen Entfalten der Solarpaneele oder des Reflektors ausreicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gelenk zum Entfalten und Ver­ riegeln einer Solarpaneele oder eines Reflektors zu schaffen, welches für die gesamte Dauer des Entfaltens ein etwa gleich großes Entfaltmoment gewähr­ leistet. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merk­ male gelöst. Der Anspruch 2 beansprucht die Form der Gleitkurve.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es durch die Form der Gleitkurve möglich ist, während der ersten Hälfte des Entfaltens ein Teil der Entfaltenergie der Spiralfeder in der Schenkelfeder zu speichern und diese ge­ speicherte Energie während der zweiten Hälfte des Entfaltens über die Steuer­ kurve wieder der Bewegung zuzuführen, wodurch während des Entfaltens ein etwa gleichbleibendes Entfaltmoment möglich ist. Dadurch werden die System­ komponenten und das erfindungsgemäße Gelenk stark entlastet, was zur Folge hat, daß es selbst und die gesamte Entaltungsstruktur leichter gebaut werden kann. Des weiteren findet auch eine Reduzierung der auf die Achse einwirken­ den Störmomente statt. Besonders die bei den bekannten Gelenken vorhande­ nen ersten Stoßkräfte beim Entfalten werden wesentlich reduziert. Weiterhin ist eine Erhöhung der Entfaltsicherheit und damit der Zuverlässigkeit des Ge­ lenkes bis zum Verriegeln vorhanden. Durch das höhere Entfaltmoment in ver­ riegelter Stellung ist das Gelenklager unter ständigem Anpreßdruck, so daß eine spielfreie Gelenkeinheit gewährleistet ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zei­ gen:
Fig. 1 ein Gelenk mit voll entfalteter Gabel in der Ansicht;
Fig. 2 eine Ansicht des Gelenkes in Richtung des Pfeiles II von Fig. 1;
Fig. 3 eine Ansicht des Gelenkes beim Beginn der Entfaltung und
Fig. 4 ein Diagramm mit den bei der Entfaltung auftretenden Momenten abhängig vom Entfaltungswinkel.
Ein Gelenk 1 nach Fig. 1 und 2 zum Entfalten und Verriegeln von hier nicht dargestellten Solarpaneelen weist einen festen Lagerträger 2 und eine schwenkbare Gabel 3 auf, die eine gemeinsame Achse 4 haben. Der feste La­ gerträger 2 weist eine Gleitkurve 5a auf. Die schwenkbare Gabel 3 ist auf der Achse 4 drehbar gelagert, sie ist in den Fig. 1 und 2 durch eine auf der Achse 4 angeordnete Spiralfeder 6 voll ausgeschwenkt. Das feste Ende der Spiralfeder 6 ist mit Hilfe eines Bolzens 6a an den Lagerträger 2 geschraubt (siehe Fig. 2). Weiterhin ist auf der Gabel 3 eine Einrastgabel 7 gelagert, die einen Einrast­ bolzen 8 aufnimmt. Auf der Gabel 3 ist gleichachsig mit der Einrastgabel 7 ei­ ne Schenkelfeder 9 angebracht, deren Schenkel 9a durch einen Kopf 8a des Einrastbolzens 8 führt. Einrastgabel 8 und Schenkelfeder 9 sind gemeinsam mit einer Schraube 11 auf der Gabel 3 befestigt. In den Fig. 1 und 2 ist der Einrast­ bolzen 8 durch die Schenkelfeder 9 in eine am Ende der Gleitkurve 5a befind­ liche Nut 12 gedrückt, wodurch die Gabel 3 mit dem Lagerträger 2 verriegelt ist. Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Gleitkurve 5a zu Anfang einen anstei­ genden Steigungswinkel aufweist, der ab der Mitte der Gleitkurve 5a bis zur Nut 12 wieder fallend ist. Durch diese Form der Gleitkurve 5a ist es möglich, während der ersten Hälfte des Entfaltens der Gabel 3 ein Teil der Entfaltener­ gie der Spiralfeder 6 in der Schenkelfeder 9 zu speichern. Diese gespeicherte Energie wird während der zweiten Hälfte des Entfaltens über die Steuerkurve 5a wieder dem Entfaltmoment zugeführt. Dieser Vorgang wird anhand der Fig. 4 noch näher beschrieben.
Fig. 3 zeigt das Gelenk 1 kurz nach Entfaltung des Lagerträgers 3. Hierbei ist die Einrastgabel 7 an ihrem Ende zusammen mit dem Einrastbolzen 8 im Schnitt dargestellt. Dabei ist ersichtlich, daß der Einrastbolzen 8 aus einem fe­ sten Hauptteil 8b und einer Rolle 8c besteht, die auf der Gleitkurve 5a abrollt.
Fig. 4 zeigt ein Diagramm mit den bei der Entfaltung auftretenden Momenten in Abhängigkeit vom Entfaltungswinkel α. Die Momente setzen sich zusam­ men aus den Störelementen MST, den Momenten der Spiralfeder MSP und des resultierenden Momentes aus Schenkelfeder und Gleitkurve MSCH. Das resul­ tierende treibende Moment MK ergibt sich dann als konstantes Moment. An Störmomenten fallen Lagerreibungsmoment beim Entfalten MST1 und Gabel­ biegemomente MST2 an. Das die Entfaltung der Gabel 3 bewirkende unkorri­ gierte Spiralfedermoment MSP nimmt mit zunehmendem Entfaltungswinkel α ab. Es ist ersichtlich, daß ohne Korrekturen das Anfangsmoment von MSP sehr groß ist, wodurch die Systemkomponenten stark belastet werden, und das Endmoment von MSP ziemlich klein ist, wodurch eine einwandfreie Bewegung und Verriegelung der Gabel 3 in Frage gestellt ist. Durch die erfindungsgemä­ ße Gleitkurve 5a, wird nun erreicht, daß über den gesamten Verlauf des Entfal­ tungswinkels α ein etwa gleichbleibendes korrigiertes Entfaltungsmoment MK erzielt wird. Dieses geschieht dadurch, daß während der ersten Hälfte der Entfaltung ein Teil 15 der Energie und damit des Momentes der Spiralfeder MSP der Schenkelfeder 9 zugeführt wird. Ab 90° des Entfaltungswinkels α bewirkt der weitere Verlauf der Gleitkurve 5a, daß der während der Entfaltung bis 90° in der Schenkelfeder 9 gespeicherte Momentenanteil 15 wieder an das Entfaltmoment mit dem Momentenanteil 16 zurückgegeben wird, wodurch das gewünschte etwa gleichbleibende korrigierte Entfaltungsmoment MK sicher­ gestellt ist.

Claims (2)

1. Gelenk (1) zum Entfalten und Verriegeln einer Solarpaneele und eines Reflektors mit einer um 180° schwenkbaren Gabel (3), der um einen festste­ henden Lagerträger (2) schwenkt und mit diesem eine gemeinsame Achse (4) aufweist, mit einer auf dem festen Lagerträger (2) angeordneten Scheibe (5) mit Gleitkurve (5a), die in eine Nut (12) ausläuft, mit einer auf der schwenkba­ ren Gabel (3) drehbar angeordneten Einrastgabel (7), min einem Einrastbolzen (8b) und Gleitrolle (8c), die beim Entfalten des schwenkbaren Lagerträgers (3) auf der Gleitkurve (5a) abläuft und zum Verriegeln zusammen mit dem Ein­ rastbolzen (8b) in die Nut (12) einrastet, mit einer in den Einrastbolzen (8b) eingreifenden Schenkelfeder (9), mit einer Form der Gleitkurve (5a), die es er­ möglicht, daß in der ersten Hälfte des Entfaltungswinkels (α) des durch die Kraft der Spiralfeder (6) geschwenkten Lagerträgers (3) ein Teil (15) eines Spiralfedermomentes (MSP) mit abnehmender Größe in die Schenkelfeder (9) gespeichert wird und in der zweiten Hälfte des Entfaltungswinkels (α) ein in der Schenkelfeder (9) gespeichertes Moment (16) zunehmend wieder der Be­ wegung zugeführt wird, wodurch während der Entfaltung ein etwa gleichblei­ bendes korrigiertes Entfaltungsmoment (MK) vorhanden ist.
2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitkurve (5a) in der ersten Hälfte einen langsam ansteigenden Steigungswinkel aufweist und in der zweiten Hälfte bis zur Nut (12) abfallend ist.
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