DE2021580B1 - Getriebe zum Bewegen von mehrgliedrigen,ziehharmonikaartig gefalteten Gebilden - Google Patents

Description

2 02.-L

damit fest verbundenen geschlossenen Zugmittel, z. B. einem Seil od. dgl. Die Zugmittelgetriebe 10,11, 12 und 13 stehen derart miteinander im Wirkungseingriff, daß beim Verdrehen einer beliebigen Platte, z. B. einer der am Zentralkörper 1 angelenkten Platten 5', eine Transmission der Drehbewegung auf die übrigen Platten 5, 5' und 6 erfolgt; damit ist auch noch bei Ausfall von mehreren Drehstäben ein kontinuierlicher Entfaltungsablauf möglich.

Wie F i g. 1 zeigt, sind dazu jeweils zwei der Platten 5, S', welche sich beim Entfalten in derselben Drehrichtung bewegen wie die am Zentralkörper 1 angelenkte Platte 5', über eines der Zugmittelgetriebe 10 verbunden. Das Zugmittelgetriebe 11 verbindet die beiden sich gegenüber jenen in entgegengesetzter Drehrichtung bewegenden Platten 6 (vgl. insbesondere F i g. 2). Die Zugmittelgetriebe 12 sind einerseits dem Zentralkörper 1 und andererseits jeweils einem der nächstliegend angeordneten Platten 6 zugeordnet. Das ein gekreuztes Zugmittel aufweisende Zugmittelgetriebe 13 ist als Transmission zwischen den beiden Sonnenzellenauslegern 3 und 4 vorgesehen. Sämtliche Scheiben 15 und 15' sind an der jeweils zugeordneten Platte 5, 6 bzw. 5' starr befestigt und zum jeweiligen Drehstab 8 zentrisch angeordnet; die dem Zentralkörper 1 zugeordneten Scheiben 16 der Zugmittelgetriebe 12 sind mit diesem in derselben Weise fest verbunden. Außerdem besitzen sämtliche Scheiben 15 und 15' jeweils denselben Durchmesser, mit Ausnahme der am Zentralkörper 1 befestigten. Diese Scheiben 16 besitzen gegenüber jenen — entsprechend der gewünschten Winkeländerung zwischen den Platten 5, 5' und 6 — jeweils den doppelten Durchmesser. Es sei vermerkt, daß sämtliche Zugmittelgetriebe 10,11,12 und 13 auch im selben Längskantenbereich angeordnet sein können, was jedoch konstruktiv ungünstig ist. Aus diesem Grunde sind die Scheiben 15 und 15' der Zugmittelgetriebe 10 bzw. 13 über das jeweilige Radiallager 7 an der zugeordneten Platte 5 bzw. 5' befestigt, die übrigen Scheiben 15 und 16 dagegen über den jeweiligen Drehstab 8 an der zugeordneten Platte 6 bzw. dem Zentralkörper 1. F i g. 2 zeigt dies in einem größeren Maßstab für das mit den Platten 6 des Sonnenzellenauslegers 3 verbundene Zugmittelgetriebe 11.

[Mit einer derartigen Reihenschaltung von Zugmittelgetrieben 10, 11,12 und 13 lassen sich beim Entfalten der Sonnenzellenausleger 3 und 4 unterschiedliche Kraftwirkungen vollständig ausgleichen. Das System ist damit nahezu unabhängig von äußeren Störeinflüssen. Durch die Wahl halber Platten 5' am Zentralkörper 1 ist dabei zugleich gewährleistet, daß die Sonnenzellenausleger 3 und 4 in Verbindung mit dem Zentralkörper 1 vor, während und nach dem

ίο Entfalten ein symmetrisches Gebilde darstellen.

Die beiden Sonnenzellenausleger 3 und 4, deren Platten 5, 5' und 6 im gefalteten Zustand gegebenenfalls durch Spannbänder zusammengehalten sind, können damit nach dem Lösen dieser Verspannung unter der Wirkung der Drehstäbe 8 in eine synchrone Bewegung versetzt werden. Um dabei eine unzulässig hohe Beanspruchung der beschriebenen Drehstablagerungen zu vermeiden, und zwar insbesondere bei Beendigung des Entfaltungsvorganges, können zusätzliehe, geschwindigkeitsabhängig wirkende Dämpfungselemente 14 vorgesehen sein. Dies wird, wie die Zeichnung zeigt, durch in das gekreuzte Zugmittel des Zugmittelgetriebes 13 geschaltete Axialkolben erreicht. Außerdem kann vorgesehen sein, daß die Platten 5, 5' und 6 in entfalteter Stellung gegeneinander verriegelbar sind, z. B. durch an ihren Querkanten angeordnete Magnete; sie sind dann zu einer Einheit zusammenschließbar, und zwar unabhängig von den Zugmittelgetrieben sowie den Drehstäben.

Für den Fall, daß die beiden Sonnenzellenausleger 3 und 4 wieder zusammengefaltet werden sollen, kann dies durch einen in Verbindung mit den Zugmittelgetrieben 10,11, 12 und 13 wirkenden zentralen Motor geschehen, der die Spannung der Drehstäbe und Haltekraft der Verriegelungselemente, beispielsweise Magnete, zu überwinden hat.

Die Zuverlässigkeit des beschriebenen Getriebes kann durch Redundanzschaltung weiterer Zugmittelgetriebe und Drehstäbe wesentlich erhöht werden.

Das Getriebe ist damit nicht nur zum Entfalten von Sonnenzellenauslegern geeignet; es kann ebenso bei allen übrigen Faltkonstruktionen, z. B. bei Tor- und Gatterverschlüssen oder Abdeckungs-, Abschattungsund Überbrückungseinrichtungen, Verwendung finden.

Hierzu i Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Patentansprüche· barte Scheiben paarweise über geschlossene Zugmittel " so verbunden sind, daß ein Schlupf ausgeschlos-

1. Getriebe zum Bewegen von mehrgliedrigen, sen ist.

ziehharmonikaartig gefalteten Gebilden aus an- Durch derart angeordnete Zugmittelgetriebe ist einandergereihten Platten oder Stäben mit Hilfe 5 einerseits eine in hohem Maße reibungsarme Bewevon Zugmitteln über an den Platten oder Stäben gungsführung der einzelnen Platten oder Stäbe geangeordneten Scheiben, insbesondere für die Ver- währleistet; andererseits bewirken die Zugmittelgewendung als Sonnenzellenträger für Raumfahrt- triebe einen kontinuierlichen Entfaltungsablauf, da zwecke, dadurch gekennzeichnet, daß durch sie unterschiedliche Kraftwirkungen ausgedie Scheiben (15) wechselweise mit den benach- io glichen werden. Schließlich wird durch die Zugmittelbarten Platten oder Stäben (5, 5', 6) undrehbar getriebe eine definierte Bewegungsführung erzielt; bei und benachbarte Scheiben paarweise über ge- entsprechender Wahl des jeweiligen Scheibendurchschlossene Zugmittel (10,11,12,13) so verbun- messers ist also jede gewünschte Lage der Platten den sind, daß ein Schlupf ausgeschlossen ist. oder Stäbe nach dem Entfalten möglich.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 15 Damit sich letztere bei einem Minimum an Reizeichnet, daß die Scheiben der Zugmittelgetriebe bungseinflüssen sicher entfalten lassen, können beunterschiedliche Durchmesser aufweisen. nachbarte Platten oder Stäbe über Drehstäbe gelagert

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch sein; diese dienen dann also, gegebenenfalls in Vergekennzeichnet, daß benachbarte Platten oder bindung mit radialen Stützlagern, als Entfaltungs-Stäbe (5, 5', 6) über Drehstäbe (8) gelagert sind. 20 elemente.

4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekenn- Zur Kontrolle der Entfaltungsgeschwindigkeit zeichnet, daß geschwindigkeitsabhängig wirkende können zusätzlich geschwindigkeitsabhängig wir-Dämpfungselemente (14) vorgesehen sind. kende Dämpfungselemente, wie Axialkolben od. dgl.,

.^___ vorgesehen sein; dadurch wird eine Uberbean-

25 spruchung der Verbindungen zwischen den Platten

Die Erfindung betrifft ein Getriebe zum Bewegen oder Stäben vermieden.

von mehrgliedrigen, ziehharmonikaartig gefalteten Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbei-

Gebilden aus aneinandergereihten Platten oder Stä- Spieles, wie in der Zeichnung schematisch dargestellt,

ben mit HiUe von Zugmitteln über an den Platten nachfolgend näher erläutert. Die. Zeichnung zeigt in

oder Stäben angeordneten Scheiben, insbesondere für 30 Fig. 1 zwei an einem Zentralkörper angeordnete

die Verwendung als Sonnenzellenträger für Raum- Sonnenzellenausleger und

fahrtzwecke. Fig. 2 in einem größeren Maßstab einen Abschnitt

Bei einem derartigen bekannten Getriebe (deutsche eines Sonnenzellenauslegers nach F i g. 1 im Bereich

Auslegeschrift 1 050 499). wird ein offenes Zugmittel eines Zugmittelgetriebes.

über Scheiben geführt, welche einer scherenartigen 35 Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist lediglich eine

Hebelanordnung zugeordnet sind. Das Zugmittel dient Hälfte eines dazu in Längsrichtung geschnittenen

dabei als Verbindungsglied zwischen verschiebbaren kreiszylindrischen Zentralkörpers 1, z. B. eines Satel-

Geräteteilen und einem Gegengewicht. liten, dargestellt, mit welchem zwei zur Zentral-

Demgegenüber geht es bei der Konzeption groß- körperlängsachse 2 symmetrisch angeordnete Sonnenflächiger Sonnenzellenausleger, insbesondere für 40 zellenausleger 3 und 4 verbunden sind; diese befinden Satelliten, welche aus einzelnen gefalteten sogenann- sich dabei in teilweise entfalteter Stellung. Da die ten Panels bestehen, um das Problem, dieselben ohne Sonnenzellenausleger 3 und 4 jeweils denselben Aufbesonderen Aufwand zu entfalten. Unter Berücksich- bau aufweisen, ist lediglich einer (3) vollständig dartigung solcher Kriterien wie hohe Zuverlässigkeit und gestellt. Sie besitzen also jeweils dieselbe Anzahl Redundanz der Entfaltmechanismen, ein kontinuier- 45 ebener, starrer Platten 5 und 6, wobei die dem Zenlicher Entfaltungsablauf, Vermeidung von auf den tralkörper 1 unmittelbar zugeordneten Platten 5' halb zugeordneten Raumflugkörper wirkenden Rückstell- so lang ausgebildet sind wie die übrigen Platten 5 momenten u. dgl. ist dies nicht ohne weiteres möglich. und 6.

Zum Beispiel ist bei einem in der USA.-Patentschrift Von den Platten 5, 5' und 6, welche als Träger-

3 326 497 beschriebenen Raumfahrzeug mit aus 50 flächen für nicht dargestellte Sonnenzellen dienen,

spiralförmig faltbaren Panels bestehenden sogenann- sind jeweils zwei benachbarte gelenkig verbunden,

ten Sonnenzellenflügeln vorgesehen, daß jedes Panel Dazu sind durch Radiallager 7 abgestützte Dreh-

mit dem jeweils nachfolgenden über ein motorisiertes stäbe 8 vorgesehen, welche über axiale Festlager 9

Gelenk verbunden ist und zum Entfalten die einzel- an der jeweils zugeordneten Platte 5, 5' oder 6 starr

nen Antriebsmotoren sämtlicher Gelenke über eine 55 befestigt sind; dieselbe Verbindung ist jeweils zwi-

Folgeschaltung betrieben werden. Ein derartiges sehen dem Zentralkörper 1 und den beiden daran

System stellt aus Gewichtsgründen und wegen seines unmittelbar anschließenden Platten 5' vorgesehen,

komplizierten Aufbaus, also erhöhter Störanfälligkeit, Durch solche Drehstablagerungen, bei denen die in

nur eine unzureichende Lösung des beschriebenen gefalteter Stellung der Sonnenzellenausleger 3 und 4

Problems dar. 60 gespannten Drehstäbe 8 zugleich als Entfaltungsele-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ge- mente dienen, lassen sich die Platten 5, 5' und 6 bei

triebe der eingangs genannten Art zu schaffen, das einem Minimum an Reibungseinflüssen sicher ent-

den beschriebenen Kriterien in ausreichendem Maße falten.

gerecht ist und sich durch einen einfachen Aufbau Um dabei einen kontinuierlichen, zur Ausbreitauszeichnet. 65 richtung symmetrischen Entfaltungsablauf zu gewähr-

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch ge- leisten, sind des weiteren Zugmittelgetriebe 10,11,12

löst, daß die Scheiben wechselweise mit den benach- und 13 vorgesehen. Diese bestehen jeweils aus zwei

barten Platten oder Stäben undrehbar und benach- kreisförmigen Scheiben 15,16 bzw. 15' und einem