DE2603488B2

DE2603488B2 - Teleskopartig längenveränderliche Einrichtung, insbesondere Auslegertragarm o.dgl., z.B. für ferngesteuerte Einrichtungen, insbesondere für die Raumfahrttechnik

Info

Publication number: DE2603488B2
Application number: DE2603488A
Authority: DE
Inventors: Guenter Ing.(Grad.) 4330 Muelheim Roth
Original assignee: Dornier System GmbH
Current assignee: Dornier GmbH
Priority date: 1976-01-30
Filing date: 1976-01-30
Publication date: 1978-06-22
Also published as: DE2603488A1; GB1512912A; DE2603488C3; US4062156A; CA1045330A

Description

Die Erfindung geht aus von einer Teleskopeinrichtung, der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen und durch die DT-AS 12 60 800 bekanntgewordenen Art

Allgemein sind für die Aufnahme von fotographischen Geräten Stative mit konzentrisch zueinander angeordneten und zur Längenänderung gegeneinander von Hand verschiebbaren Rohrteilen bekannt Die einzelnen Rohrteile sind über Anschläge miteinander zwangsläufig koppelbar. Für größere Auszugslängen sind derartige Ausführungen infolge mangelnder Steifigkeit nicht geeignet.

Die bereits obengenannte Ausführung nach DT-AS 1260800 soll durch Anordnung eines Doppelteleskops eine größere Stabilität in maximaler Ausfahrstellung erhalten. Es ist für die Verstellung der Teleskopelemente dabei ein motorischer Antrieb vorgesehen. Das bekannte Doppelteleskop ist jedoch in seinem Aufbau aufwendig und schwer. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Teleskopeinrichtungen der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art so auszubilden, daß unter Beibehaltung einer großen Funktionssicherheit einer großen Widerstandsfähigkeit gegen Biegebeanspruchungen und guter Dämpfungseigenschaften bei hohen Querbeschleunigungen, sowie einer Drehbarkeit um die Längsachse vor allem ein einfacher Aufbau mit geringem Raumbedarf und geringem Gewicht erzielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im kennzeichnenden Tei! des Anspruches 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen, wobei noch in den Unteransprüchen 2 bis 8 für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht sind.

Eine gemäß den Merkmalen des Hauptanspruches ausgebildete Einrichtung besitzt eine relativ kurz bemessene Verstellspindel, mittels der sich eine große Anzahl von Teleskopelementen in Verbindung mit den Anschlägen und den Mutterteilen verstellen lassen, so daß eine große Ausfahrlänge bei kleinstmöglichen Einfahrabmessungen erreicht ist Infolge der nachgiebigen Verbindung zwischen den Mutterteilen und ihren zugehörigen Teleskopelementen ist während des Verstellvorganges trotz der zwangsläufigen Mitnahme jeden Elementes durch das ihm benachbarte Element, ein störungsfreier Eingriff zwischen dem Gewinde der Mutterteile und dem Gewinde der Verstellspindel gewährleistet

Mittels der überdrückbaren Rastvorrichtung und der unterschiedlich stark bemessenen Vorspannung der Federn dieser Vorrichtung, ist eine bestimmte Reihenfolge des Aus- bzw. Einfahrens der Teleskopelemente erzielbar. Vorzugsweise wird die Federvorspannung so gewählt, daß zuerst das innerste Teleskopelement vollständig ausgefahren wird und danach das diesem benachbarte Teleskopelement nachfolgt Damit läßt sich die größtmögliche Ausfahrlänge der Teleskopeinrichtung erreichen.

Mit Hilfe der Führung gegen eine Relativdrehung der Teleskopelemente gegeneinander wird bewirkt, daß

z. B. ein am Ende des am weitesten ausgefahrenen

Teleskopelements angeordnetes Gerät, eine bestimmte Lage bezüglich der Umdrehungsrichtung beibehält

Es ist schließlich durch die Drehlagerung der Teleskopelemente an einer feststehenden Halterung ermöglicht sämtliche Teleskopelemente gemeinsam um ihre Längsachse in eine bestimmte Lage zu drehen.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen

Teleskopausleger·™ im Längsschnitt,

F i g. 2 zeigt in einem Ausschnitt aus F i g. 1 Einzelheiten der Teleskopelemente in vergrößertem Maßstab,

Fig.3 zeigt in einem Ausschnitt aus Fig.2 Einzelheiten der Teleskopelemente in vergrößertem Maßstab,

F i g. 4 zeigt gegenüber F i g. 2 in einem vergrößerten Ausschnitt eine weitere Ausführungsform.

Die in der Übersichtszeichnung F i g. 1 insgesamt dargestellte Teleskopeinrichtung, besitzt sechs Teleskopelemente Tl bis T6, die konzentrisch ineinander liegen und gegeneinander in Richtung ihre gemeinsame Längsachse A verstellbar sind. Die Teleskopteile sind im folgenden in ihrer Gesamtheit allgemein mit dem Bezugszeichen T versehen. Es ist ferner eine die Teleskopteile insgesamt tragende Halterung 1 und eine Verstelleinrichtung 2, sowie eine Antriebsanlage 3 für die Verstellung der Teleskopelemente Tvorgesehen. Es ist ferner ein Halterohrteil 4 mit einem Befestiungsflansch 5 angeordnet, das sämtliche Teleskopelemente Taufnimmt Das Halterohrteil 4 ist mittels seines Befestigungsflansches 5 an einem Gegenflansch 6, der an einem feststehenden Gehäuse 7 befestigt ist, um die Längsachse A drehbar gelagert, so daß sämtliche Teleskopelemente gemeinsam um die Längsachse A in bestimmte Stellungen verstellbar sind. Zur Verstellung der Teleskopelemente T gegenüber dem feststehenden Gehäuse 7 ist eine hier nicht dargestellte Verstellleinrichtung vorgesehen.

Die Verstelleinrichtung 2 setzt sich aus einer zu den Teleskopelementen Tkonzentrischen Verstellspindel 14 mit einem Gewindeteil 14' und einem zylindrischen Abschnitt 16, sowie Mutterteilen 15 mit Gewinde 15' zusammen. Jedes der Teleskopteile T weist ein solches Mutterteil 15 auf und ist, wie später noch näher erläutert, über dieses Mutterteil mit der Verstellspindel 14 koppelbar. Die Verstellspindel 14 steht über ein Untersetzungsgetriebe 18 mit einem Antriebsmotor 17 in trieblicher Verbindung und es ist mit der Abtriebswelle des Getriebes bzw. mit der Verstellspindel 14 ein Zählwerk 9 verbunden mittels dem die Umdrehungen der Verstellspindel gezählt werden.

Das äußere Teleskopelement T6 ist mit dem Halterohrteil 4 fest verbunden und führt daher keine Bewegung in Richtung der Längsachse A der Teleskopeinrichtung aus. Sämtliche Teleskopteile Tweisen je an ihren beiden Enden einen oberen und einen unteren Gleitkörper 20 bzw. 21 auf. Die Gleitkörper 20 und 21 dienen mittels ihrer Gleitflächen 20' bzw. 21' als Gleitführungen für das benachbarte Teleskopelement, dessen Außen- bzw. Bohrungsfläche hier mit 25 bzw. 25' bezeichnet ist. Die oberen Gleitkörper 20 dienen gleichzeitig auch als Anschlagteile, was später noch näher erläutert ist

Jedes der Teleskopelemente T besitzt an seiner Außenfläche 25 zwischen dem oberen und unteren Gleitkörper 20 bzw. 21 ein Anschlagteil 23, das stirnseitig Anschlagflächen 26 aufweist Die Gegenanschlagflächen 27 dazu sind am oberen Gleitkörper 20 gebildet. Der obere Gleitkörper 20 besitzt ferner noch Anschlagflächen 24, die beim Einfahren der Teleskopelemente mit Gegenflächen 24' an den oberen Gleitkörpern 20 der benachbarten Teleskopelemente in Brührung gelangen.

Wie insbesondere die F i g. 3 im einzelnen erkennen läßt, ist am oberen Gleitkörper 20 jedem der Teleskopelemente eine Rastvorrichtung 30 zugeordnet, die aus einem Abstützvorsprung 31, einem hier als Kugel 32 ausgebildeten Rastglied und einer sich am Abstützvorsprung 31 abstützenden und das Rasiglied 32 radial nach innen gegen das benachbarte Teleskopele ment T drückenden, vorgespannten Druckfeder 33 besteht. Das Rastglied 32 greift in den beiden extremen Stellungen der Teleskopteile (maximale Ausfahrstellung bzw. maximale Einfahrstellung) in eine obere bzw. untere Rastvertiefung 25 bzw. 35' am jeweils benachbarten Teleskopelement Tein.

An jedem der Teleskopelemente ist eine sich in Längsrichtung erstreckende Führungsschiene 36 angebracht, die in eine entsprechende Führungsnut 37 am oberen Gleitkörper 20 ständig eingreift und eine Verdrehsicherung je zwischen den benachbarten Teleskopelementen T bildet

Die Verstellspindel 14 der Verstelleinrichtung 2 weist wie bereits beschrieben, einen Gewindeabschnitt 14' auf, auf den das Mutterteil 15 mittels seines Gewindes 15' aufschraubbar ist In Einfahrstellung der Teleskopeinrichtung liegen sämtliche Mutterteile 15 konzentrisch zum zylindrischen Abschnitt 16 der Verstellspindel 14 außer dem zum innersten Teleskopelement Tl gehörigen Mutterteil 15, das sich gerade im Eingriff mit dem Gewinde 14' der Verstellspindel 14 befindet Der zylindrische Abschnitt 16 der Verstellspindel 14 ist in seinem Durchmesser so gehalten, daß die Mutterteile 15 der Teleskopelemente T frei beweglich sind. Der zylindrische Abschnitt 16 der Verstellspindel 14 dient somit als Magazinteil, von dem aus die Mutterteile 15 der einzelnen Teleskopelemente T dem Gewindeabschnitt 14' der Verstellspindel 14 zugeführt werden.

Um ein einwandfreies Einfädeln der einzelnen Mutterteile 15 der Teleskopelemente Termöglichen zu können, sind die Mutterteile 15 mit dem zugehörigen Teleskopelement T über über ein Membranteil 45 verbunden. Diese Membranteile gestatten, daß bei einer Drehung der Verstellspindel 14 ein Ausgleich in der Verstellbewegung der Mutterteile 15 in Richtung der Längsachse A bis zum Fassen des Gewindes 15' eintritt Anstelle der Membran 45 als Ausgleichsfeder kann

das Einfädeln der Mutterteile 15 mit ihrem Gewinde 15' in den Gewindeabschnitt 14 der Verstellspindel 14, wie Fig.4 erkennen läßt, auch so erreicht werden, daß anstelle der festen Anschlagteile 23, gemäß der F i g. 1 bis 3, Anschlagteile 52 in beiden Richtungen der Längsachse A gegenüber dem zugehörigen Teleskopelement T gegen die Wirkung von vorgespannten Druckfedern 50 um einen begrenzten Betrag nachgiebig

so verstellbar sind. Die Federn 50 stützen sich dabei einerseits am Anschlagteil 52 und andererseits an einem Mitnehmerteil 53 an den Teleskopelementen Tab.

Es ist ferner noch ein Endausschalter vorgesehen, dem die Aufgabe zukommt in maximaler Ein- bzw. Ausfahrstellung der Teleskopeinrichtung, den Antriebsmotor 17 stillzusetzen. Dieser Endausschalter ist am Anschlag 23 des innersten Teleskopelementes angeordnet.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist wie folgt.

Soll die Teleskopeinrichtung aus der Einfahrstellung (Fig. 1) ausgefahren werden, so wird das Teleskopelemeni. Tl, dessen Mutterteil 15 mittels ihres Gewindes 15' mit dem Gewindeabschnitt 14' der Verstellspindel 14 im Eingriff ist, in Richtung der Längsachse A mitgenommen. Das Mutterteil 15 des Teleskopelementes Tl ist in der Einfahrstellung der Einrichtung stets mit seinem Gewinde 15' mit dem Gewinde 14' der

Verstellspindel 14 im Eingriff. Nach einem entsprechenden Verstellweg, kommt die Anschlagfläche 26 des Anschlagteiles 23 in Anlage an die Anschlagfläche 27 des oberen Gleitkörpers 20 und nimmt damit das dem Teleskopelement Tl benachbarte nächste Teleskopelemenl T2 in Richtung der Längsachse A der Teleskopeinrichtung mit. Bei der Mitnahme muß das Rastglied 32 gegen die Wirkung der vorgespannten Rastfeder 33 aus der oberen Rastvertiefung 35 verstellt werden. Da die Rastfedern 33 der jeweils benachbarten Teleskopelemente gemäß der vorbestimmten Ausfahrreihenfolge eine stärkere Vorspannung aufweisen, wird durch ein Teleskopelement T nur das nachfolgende bzw. benachbarte Teleskopelement mitgenommen. Die übrigen Teleskopelemente bleiben vorerst dabei in ihrer is Einfahrlage. Gleichzeitig mit der Mitnahme des Teleskopelementes T2 durch das Teleskopelement Tl wird dessen Mutterteil 15 vom gewindelosen Abschnitt 16 der Verstellspindel 14 an das Gewinde 14' der Verstellspindel 14 herangeführt Um dem Gewinde 15' des Mutterteiles 15 ein Eingreifen in das Gewinde 14' der Verstellspindel 14 zu ermöglichen, ist ein Bewegungsausgleich zwischen dem Mutterteil 15 und dem zugehörigen Teleskopelement T2 vorgesehen, der durch die Wirkung der Membran 45 erreicht wird. Die Membran 45 läßt zu, daß die Mutterteile 15 gegenüber dem zugehörigen Teleskopelement Tin bezug auf eine axiale Bewegung kurzzeitig eine Wartestellung einnehmen können, bis das Gewinde 15' des Mutterteiles 15 in das Gewinde 14' der Verstellspindel 14 einzugreifen vermag.

Die Verstellspindel 14 ist in ihrer Längserstreckung so ausgebildet, bzw. der Längserstreckung der Teleskopelemente T so angepaßt, daß bevor das Mutterteil 15 des vorangehend ausgefahrenen Teleskopelemtes T sich von der Verstellspindel 14 abschraubt bereits das Mutterteil 15 des nächsten Teleskopelements Tvom Abschnitt 16 der Verstellspindel 14 auf das Gewindeteil 14' aufgeschraubt hat Nachdem sich das Mutterteil 15 des Teleskopelementes Tl von der Verstellspindel 14 abgeschraubt hat übernimmt das Teleskopelement T2 mittels seines Mutterteiles 15 über die Membran 45 und das zugehörige Anschlagteil 23 die Mitnahme des nächsten Teleskopelementes T3. In der gleichen, wie vorangehend beschriebenen Weise, kommt das Anschlagteil 23 des Teleskopelementes T2 mit seinen Anschlagflächen 26 mit den Anschlagflächen 27 des oberen Gleitkörpers 20 des Teleskopelementes T3 in Verbindung und es wird das Teleskopelement T3 in Richtung der Längsachse A mitgenommen. Die Rasteinrichtung 30 des Teleskopelementes T3 gibt nunmehr das Teleskopelement T3 durch die Einstellung der Federwirkung der Rastfeder 33 frei. Die übrigen Teleskopelemente T4 und T5 werden in der gleichen, wie vorangehend beschriebenen Weise, ausgefahren. Hat das letzte Teleskopelement T5 seine maximale Ausfahrstellung erreicht, so wird durch dieses Teleskopelement ein Endausschalter betätigt der den Antrieb 17 stillsetzt.

Der Einfahrvorgang für die Teleskopeinrichtung aus der Ausfahrstellung erfolgt in umgekehrter Reihenfolge wie der Ausfahrvorgang. Das Mutterteil 15 des Teleskopelementes T1 verbleibt in maximaler Ausfahrstellung der Einrichtung stets im Eingriff mit der Verstellspindel 15. Dadurch wird bei entgegengesetztem Antrieb der Verstellspindel 14 das Teleskopelement Tl nunmehr gegen die Halterung 1 bewegt. Dabei wird zu Beginn der Bewegung des Teleskopelementes Tl das Rastglied 32 aus der Rastvertiefung 35' gegen die Wirkung der vorgespannten Feder 33 gedrückt. Die Rastfedern 33 der übrigen Rastvorrichtungen 30 bleiben dabei in Folge ihrer abgestuften größeren Vorspannung in Ruhelage, so daß die übrigen Teleskopelemente ebenfalls vorerst in ihrer Ausfahrstellung verbleiben. Schlägt der obere Gleitkörper 20 des Teleskopelementes Tl mit seiner Anschlagfläche 27 an die entsprechende Gegenanschlagfläche 26 des Anschlagteiles 23 des Teleskopelementes T2 an, so wird dieses Teleskopelement nunmehr ebenfalls in Richtung auf die Halterung 1 mitgenommen und zwar unter Überdrückung der zugehörigen Rastvorrichtung 30. Die übrigen Teleskopelemente werden in der gleichen Weise der Reihenfolge nach eingefahren. Anstelle der hier dargestellten sech: Teleskopelemente kann auch eine Einrichtung gebaut werden, die weit mehr Teleskopelemente enthält.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Teleskopartig längen veränderliche Einrichtung, insbesondere Auslegertragarm oder dergleichen, z. B. für ferngesteuerte Einrichtungen, insbesondere für die Raumfahrttechnik, enthaltend mehrere in Längsrichtung gegeneinander bewegliche, aneinander geführte und durch Anschläge in einer Reihenfolge zwangsläufig miteinander koppelbare Teleskopelemente und mit einer Verstelleinrichtung, bestehend aus Antriebsspindel und Mutterteilen an jedem der Teleskopelemente, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellspindel (14) an ihrem eingespannten Ende einen gewindelosen Abschnitt (16) für eine frei bewegliche Aufnahme sämtlicher Mutterteile (15) aufweist, daß die Verstellspindel (14) eine axiale Erstreckung besitzt, bei der sich mit ihr stets mindestens eines der Mutterteile (15) im Eingriff befindet und vor Abschrauben des einen Mutterteiles (15) über die Anschläge (20, 23) das nächst folgende Mutterteil (15) zwangsläufig auf die Verstellspindel (14) aufgeschraubt ist, und daß eine, eine begrenzte Relativbewegung zwischen Verstellspindel (14) und Mutterteilen (15) zulassende, nachgiebige Verbindung (45,50) vorgesehen ist

2. Teleskopeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Verbindung (45) eine Membran ist

3. Teleskopeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Verbindung (50) in Verstellrichtung eine nachgiebige Federung an den Anschlägen (23,20) ist.

4. Teleskopeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Teleskopelement (T) eine an sich bekannte überdrückbare Rastvorrichtung (30) trägt, deren Rastglied (32) in an sich bekannter Weise in eine Rastausnehmung (35, 35') am benachbarten Teleskopelement unter Belastung einer Feder (33) eingreift

5. Teleskopeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorspannung der Rastfedern (33) jeder der Rastvorrichtungen (30) unterschiedlich stark bemessen sind, so daß eine vorbestimmte Reihenfolge des Aus- bzw. Einfahrens der Teleskopelemente (7} bewirkt _wi_r(j.

6. Teleskopeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß Endanschläge vorhanden sind, die ein außer Eingrifftreten des letzten Mutterteiles (15) in maximaler Ein- bzw. Ausfahrstellung der Teleskopelemente (T) mit der Verstellpindel (14) verhindern.

7. Teleskopeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet daß die Teleskopelemente (T) eine Führung (36,37) gegen eine Relativdrehung des Teleskopelemente (T) gegeneinander aufweisen.

8. Teleskopeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halterung (1) vorgesehen ist, wobei eines der Teile (7,6) feststeht und das andere Teil (4,5) mit den Teleskopelementen (T) drehbar ist