DE2542404A1

DE2542404A1 - Kupplungsanordnung

Info

Publication number: DE2542404A1
Application number: DE19752542404
Authority: DE
Inventors: Spencer Davidson Meston
Original assignee: British Aircraft Corp Ltd
Current assignee: British Aircraft Corp Ltd
Priority date: 1974-09-28
Filing date: 1975-09-23
Publication date: 1976-04-08
Also published as: GB1473720A; US4014617A

Description

British Aircraft Corporation Limited, 100 Pail Mall,London/England

Kupplungsanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung und bezweckt die Schaffung einer solchen Kupplungsausbildung, die wahlweise eine lose Verbindung oder eine starre Verbindung ermöglicht, wobei die lose Verbindung wenigstens eine begrenzte relative Drehbewegung zwischen den beiden zu kuppelnden Bauteilen zuläßt, während bei der starren Verbindung eine solche Bewegung verhindert ist.

Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, ein Raumfahrzeug zu schaffen, welches einen Bauteil aufweist, der begrenzt um eine Achse des Raumfahrzeuges drehbeweglich ist, wobei Mittel vorhanden sind, um die über die Lager beim AbschlieSen des Raumfahrzeuges übertragenen Kräfte auf einen annehmbaren Wert zu begrenzen.

Gemäß der Erfindung weist die Kupplungsanordnung in Kombination einen äuleren Kupplungsring, einen inneren Kupplungsring, der sich axial innerhalb des äußeren Kupplungsringes mit einem beträchtlichen radialen Spiel an allen Stellen erstreckt und eine Gruppe von wenigstens drei miteinander verbundenen flexiblen, aber im wesentlichen nicht streckbaren Bändern auf, die den inneren Kupplungsring innerhalb des äuSeren Kupplungsringes lose tragen, wobei die Länge der Bänder derart gewählt ist, daß eine begrenzte relative Drehbewegung und Radialbewegung zwischen den beiden Ringen möglich ist, ohne dal sich die beiden Bauteile gegenseitig berühren.

609815/0957

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Raumfahrzeug dieser Bauart mit einem Bauteil ausgerüstet, der begrenzt um eine Achse des Raumfahrzeuges drehbar ist, nachdem das Raumfahrzeug abgeschossen ist, wobei dieser Bauteil auf der Achse über eine Kupplung gelagert ist, die in Kombination einen äußeren Kupplungsring, einen inneren Kupplungsring, der mit wesentlichem radialen Spiel innerhalb des äußeren Kupplungsringes liegt, und eine Gruppe von wenigstens drei flexiblen, aber im wesentlichen nicht streckbaren Bändern aufweist, die den inneren Kupplungsring im äußeren Kupplungsring lose tragen, wobei die Länge der Bänder so gewählt ist, daß eine begrenzte relative Drehbewegung und eine Radialbewegung zwischen den beiden Ringen möglich wird, ohne daß die beiden Ringe einander berühren.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben, in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Raumfahrzeuges mit zwei Sonnenzellenflügeln, die in gestreckter Lage dargestellt sind;

Fig. 2 einen Teilschnitt der Sonnenzellenflügellager, bei gefalteten Sonnenzellen;

Fig. 3 eine der Figur 2 entsprechende Ansicht, wobei die Sonnenzellenflügel in ihrer Arbeitsstellung befindlich sind;

Fig. 4

und 5 Stirnansichten der flexiblen Bänder der beiden Kupplungsringe im ungespannten Zustand (eingefaltet) bzw. im gespannten (entfalteten) Zustand.

Das Raumfahrzeug 1 gemäß Figur 1 weist Sonnenzellenf lügel 2 auf,

809815/0957 ·/·

die von einem Joch 3 getragen werden, das schwenkbar auf der Seite des Raumfahrzeuges 1 über einen Gelenkträger von einem drehbaren Lager block 4 getragen wird. Der Lager block 4 kann um die Achse X-X gedreht werden, so daß die Sonnenzellen ständig auf die Sonne hin gerichtet sind. Die Sonnenzellenflügel 2 und das Joch 3 sind während des Abschusses um die Achse Y-Y eingefaltet.

Gemäß Figur 2 und 3 wird der Lagerblock 4 von einem nicht dargestellten Lager des Raumfahrzeuges abgestützt und trägt zwei koaxiale feste Wellenstümpfe 5 und 6. Das Joch 5 ist mit zwei Ansätzen 7 und 8 ausgestattet, die mit Löchern 9 und 10 versehen sind, in denen die Wellenstummel 5 und i zu liegen kommen. Die Löcher 9 und 10 haben einen beträchtlich größeren Durchmesser als die Wellenstümpfe 5 und 6. Zwei einander identische Gruppen flexibler, aber nicht streckbarer Bänder verbinden die Ansätze 7 und 8 mit den Wellenstümpfen 5 und 6.

Jede Gruppe von Bändern besteht aus 4 Bändern 11, 12, 13, 14 bzw. 15» 16, 17» 18, von denen ein jedes mit einem Ende an dem Wellenstumpf und mit dem anderen Ende an dem entsprechenden Ansatz befestigt ist. Die Enden der Bänder sind an diesen Bauteilen mit gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet und die Länge der Bänder ist derart, dag eine begrenzte relative Drehbewegung und Radialbewegung zwischen den zwei Bauteilen möglich ist, ohne daß sich diese beiden Bauteile berühren.

Die Befestigungspunkte eines Bandes an dem Wellenstumpf und dem entsprechenden Ansatz liegen in einem axialen Abstand so, daß die Bänder Kräfte in Axialrichtung und in Radialrichtung ausüben. Außerdem sind auch die Befestigungspunkte benachbarter Bänder axial versetzt, um einander entgegengerichtete Axialkräfte auszuüben. In gleicher Weise sind die entsprechenden Bänder der beiden Gruppen so angeordnet, daß entgegengesetzte Radial-

609815/0957 ./.

2542^04

kräfte ausgeübt werden, so daß bei Spannung von zwei oder mehreren Bändern der Aufbau eine gewisse axiale Festigkeit besitzt.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß bei Faltung der Sonnenzellenflügel und "Verstauung derselben in der Nähe des Raumfahrzeuges, die Kupplungen eine lose Verbindung zwischen dem Joch 3 und dem Lagerblock 4 herstellen.

Wenn sich das Raumfahrzeug jedoch auf seiner ¥mlaufbahn befindet, dann sind die Sonnenzellenflügel durch Drehung um die Achse Y-Y entfaltet. Der Entfaltmechanismus weist Kabel 19 auf, die um fmlenkrollen 20 und 21 geführt sind, und an einer Rolle 22 verankert sind, die am Wellenstumpf 5 befestigt ist. Im Betrieb werden die Kabel 19 durch nicht dargestellte Federn gespannt, so daß ein Drehmoment um die Achse Y-Y auf das Joch 3 ausgeübt und dieses um 90° gedreht wird, so daß die Sonnenzellenflügel 2 wie aus Figur 1 ersichtlich - entfaltet sind.

Die Drehung des Jochs 3 um die Wellenstümpfe spannt die Bänder beider Gruppen, so daß die Bänder veranlaßt werden, die Ausbildung gemäß Figur 5 anzunehmen. Die Kupplungsanordnung ist nunmehr sowohl in Radialrichtung als auch in Achsrichtung starr und sie wird in diesem Zustand durch Zapfen 23 gehalten, die durch Federn 24 vorgespannt sind, und in Rastlöcher 25 der Ansätze ¹J und 8 eingreifen.

Der geometrische Ort der Bewegung des Jochs gegenüber den Wellenstümpfen hängt von der Zahl der Bänder der Kupplungen ab. So ist der maximale geometrische Ort, der durch drei Bänder erzeugt werden kann, annähernd dreieckig und bei vier Bändern annähernd quadratisch. Je größer die Zahl der Bänder, desto mehr nähert sich der geometrische Ort einem Kreis. Die Bewegung kann jedoch auch zur Anpassung anspezielle Erfordernisse dadurch in bestimmter

609815/0957 ,

Weise verändert werden, daß die Länge und der Winkelabstand der Bänder geändert werden.

¥nter dem Ausdruck "Band" sollen alle im wesentlichen nicht streckbaren flexiblen, eine Zugspannung übertragenden Elemente verstanden werden, und zwar sowohl mit runden als auch mit flachem Querschnitt. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausfünrungsform sind die "Bänder" als Drähte ausgeführt. Stattdessen könnten die "Bänder" auch streifenförmig ausgebildet sein, wodurch die Kupplungsanordnung eine gewisse axiale Starrheit erhält.

Patentansprüche :

609815/0957

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Kupplungsanordnung,
dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer Kupplungsring mit einem axial darin mit beträchtlichem radialen Spiel angeordneten inneren Kupplungsring über eine Gruppe von wenigstens drei flexiblen, aber im wesentlichen nicht dehnbaren Bändern oder Drähten verbunden ist, die den inneren Ring im äußeren Ring lose tragen, wobei die Länge der Bänder bzw. Drähte so gewählt ist, daß eine begrenzte relative Drehbewegung und Radialbewegung zwischen den beiden Kupplungsringen möglich ist, ohne daß sich die beiden KupplungsteiIe gegenseitig berühren.

Kupplung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen der Verbindungsbänder bzw. Drähte relativ zueinander in Achsrichtung versetzt sind.

Kupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Enden der Bänder bzw. Drähte an den jeweiligen Kupplungsringen im axialen Abstand angeordnet sind.

Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder bzw. Drähte einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

609815/0957

5. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder bzw. Drähte einen streifenförraigen Querschnitt aufweisen, wobei sich die Breite der Streifen in Achsrichtung erstreckt.

6. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß eine lösbare Verklinkungseinrichtung vorgesehen ist, um die Kupplungsanordnung in der Stellung maximaler relativer Verdrehung der beiden Ringe zu arretieren.

7. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Raumfahrzeug angeordnet ist, welches einen Bauteil aufweist, der begrenzt drehbar um eine Achse des Raumfahrzeuges drehbar ist, nachdem das Raumfahrzeug abgeschossen ist, und daß diese begrenzte Drehbewegung über die Kupplung zustande kommt.

8. Kupplung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Start die Kupplung in einer Stellung befindlich ist, bei der die Bänder bzw. Drähte ilen. Innenring innerhalb des äußeren Ringes lose haltern und daß eine Betätigungseinrichtung im Raumfahrzeug vorgesehen ist, um die Kupplung in einer Stellung maximaler relativer Verdrehung einzustellen.

609815/0357

Leerseite