DE19649741C2

DE19649741C2 - Gelenk zum Entfalten und Verriegeln einer Solarpaneele oder eines Reflektors

Info

Publication number: DE19649741C2
Application number: DE19649741A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl Ing Roth
Original assignee: Daimler Benz Aerospace AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1996-11-30
Filing date: 1996-11-30
Publication date: 1999-07-15
Anticipated expiration: 2016-12-01
Also published as: US5911536A; JPH10274234A; DE19649741A1; NL1007649A1; NL1007649C2; JP3145974B2; FR2756620A1; FR2756620B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gelenk zum Entfalten und Verriegeln einer um 180° schwenkbaren Solarpaneele oder eines Reflektors.

Ein derartiges Gelenk ist aus der DE 40 32 112 C2 bekannt. Dieses hat 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 Verriegeln einer Solarpaneele oder eines Reflektors zu schaffen, welches für die gesamte Dauer des Entfaltens ein etwa gleich großes Entfaltmoment ge währleistet.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Der Anspruch 2 beansprucht als weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Gegenstandes nach Anspruch 1 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 die se gespeicherte Energie während der zweiten Hälfte des Entfaltens über die Steuerkurve wieder der Bewegung zuzuführen, wodurch während des Ent faltens ein etwa gleichbleibendes Entfaltmoment möglich ist. Dadurch wer den die Systemkomponenten und das erfindungsgemäße Gelenk stark entla stet, was zur Folge hat, daß es selbst und die gesamte Entfaltungsstruktur leichter gebaut werden kann. Des weiteren findet auch eine Reduzierung der auf die Achse einwirkenden Störmomente statt. Besonders die bei den be kannten Gelenken vorhandenen ersten Stoßkräfte beim Entfalten werden we sentlich 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 7 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 Entfalte nergie der Spiralfeder 6 in der Schenkelfeder 9 zu speichern. Diese gespei cherte Energie wird während der zweiten Hälfte des Entfaltens über die Steu erkurve 5a wieder dem Entfaltmoment zugeführt. Dieser Vorgang wird an hand der Fig. 4 noch näher beschrieben.

Fig. 3 zeigt das Gelenk 1 kurz nach Beginn des Entfaltungsvorganges 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 festen Hauptteil 8b und einer Rolle 8c besteht, die auf der Gleitkurve 5a ab rollt.

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 Störmomenten M_ST, den Momenten der Spiralfeder M_SP und des resultierenden Momentes aus Schenkelfeder und Gleitkurve M_Sch. Das korri gierte Entfaltungsmoment M_K ergibt sich dann als konstantes Moment. An Störmomenten fallen Lagerreibungsmoment beim Entfalten M_ST1 und Gabel biegemomente M_ST2 an. Das die Entfaltung der Gabel 3 bewirkende unkorri gierte Spiralfedermoment M_SP nimmt mit zunehmendem Entfaltungswinkel α ab. Es ist ersichtlich, daß ohne Korrekturen das Anfangsmoment von M_SP sehr groß ist, wodurch die Systemkomponenten stark belastet werden, und das Endmoment von M_SP ziemlich klein ist, wodurch eine einwandfreie Be wegung und Verriegelung der Gabel 3 in Frage gestellt ist. Durch die erfin dungsgemäße Gleitkurve 5a, wird nun erreicht, daß über den gesamten Ver lauf des Entfaltungswinkels α ein etwa gleichbleibendes korrigiertes Entfal tungsmoment M_K erzielt wird. Dieses geschieht dadurch, daß während der ersten Hälfte der Entfaltung ein Teil 15 der Energie und damit des Momentes der Spiralfeder M_SP der Schenkelfeder 9 zugeführt wird. Ab 90° des Entfal tungswinkels α bewirkt der weitere Verlauf der Gleitkurve 5a, daß der wäh rend 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 M_K sicher gestellt ist.

Claims

1. Gelenk (1) zum Entfalten und Verriegeln einer Solarpaneele oder ei nes Reflektors mit einer um 180° schwenkbaren Gabel (3), der um einen fest stehenden 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 schwenkbaren Gabel (3) drehbar angeordneten Einrastgabel (7), mit einer in einem Einrastbolzen (8) integrierten Gleitrolle (8c), die beim Entfalten des schwenkbaren Lagerträgers (3) auf der Gleitkurve (5a) abläuft und zum Ver riegeln zusammen mit dem Einrastbolzen (8) in die Nut (12) einrastet, mit einer in den Kopfteil (8a) des Einrastbolzens (8) eingreifenden Schenkelfeder (9), mit einer Form der Gleitkurve (5a), die es ermöglicht, daß in der ersten Hälfte des Entfaltungwinkels (α) des durch die Kraft einer Spiralfeder (6) geschwenkten Lagerträgers (3) ein Teil (15) eines Spiralfedermomentes (M_SP) 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 Bewegung des Lagerträ gers (3) zugeführt wird, wodurch während der Entfaltung ein etwa gleich bleibendes korrigiertes Entfaltungsmoment (M_K) vorhanden ist.

2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleit kurve (5a) in der ersten Hälfte einen langsam ansteigenden Steigungswinkel aufweist und in der zweiten Hälfte bis zur Nut (12) abfallend ist.