DE2751273A1

DE2751273A1 - Vorrichtung zum synchronen entfalten von traegerelementen

Info

Publication number: DE2751273A1
Application number: DE19772751273
Authority: DE
Inventors: Georges Marello; Jean-Claude Vermalle
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1976-11-17
Filing date: 1977-11-16
Publication date: 1978-05-24
Also published as: DE2751273C3; FR2371343B1; GB1559712A; DE2751273B2; US4155524A; FR2371343A1

Description

PATENTANWÄLTE DR. KA DOR & DR. KLUNKER

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur synchronen Entfaltung von gelenkig miteinander verbundenen im wesentlichen ebenen Elementen, die untereinander dicht an dicht nach Art einer Ziehharmonika-Faltung verbunden sind und die vorzugsweise, wenn auch nicht ausschließlich, als Träger von Solarzellen für die Versorgung künstlicher Satelliten mit elektrischer Energie ausgebildet sind.

Wie man leicht versteht, benötigt man für die Entfaltung beiderseits eines Satellitenkörpers angeordneter ebener, als Träger für Solarzellen dienender Flügel großer Spannweite Mechanismen, die derart konstruiert sind, daß sie eine perfekte Koordination der Bewegungen der die Flügel bildenden Teile gewährleisten, um eine ungeordnete Öffnung derselben zu vermeiden. Eine solche ungeordnete Öffnung

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könnte für die Stabilität des Satelliten nachteilige dynamische Effekte hervorrufen sowie die Solarzellen oder andere Teile des Satelliten durch einen plötzlichen Stoß beschädigen. Die Flügel müssen außerdem in einem sehr kleinen

Volumen untergebracht werden können, um den Gesamtraumbedarf des Satelliten insbesondere während des Startes desselben und seines Transportes auf eine Umlaufbahn möglichst klein zu halten. Dies führt unmittelbar zu einer Lösung, bei der die zu entfaltenden Flügel aus Elementen bestehen, die aneinander angrenzend in fortlaufender Kette gelenkig miteinander verbunden sind, um eine ziehharmonikaartige Faltung zu ermöglichen, bei welcher die Elemente anfangs aneinander anliegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung

zur synchronen Entfaltung von gelenkig miteinander verbundenen Trägerelementen für Solarzellen in einem aus einer Reihe derartiger Trägerelemente gebildeten Flügel anzugeben, welche eine koordinierte Relativschwenkbewegung der verschiedenen Elemente in jedem Flügel gewähr- leistet und zwar derart, daß der öffnungswinkel irgendeines beliebigen Elementes relativ zu dem in der Reihe vorhergehenden Element in der Größe gleich, jedoch in der Richtung entgegengesetzt zum Schwenkwinkel desselben Elementes relativ zu dem in der Reihe folgenden EIe- 5 ment ist und vice versa. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche eine Verminderung oder sogar Beseitigung der parasitären Reibungswiderstände der gelenkig miteinander verbundenen Elemente bei ihrer Drehung relativ zueinander ermöglicht, die ferner leicht ist und präzise arbeitet und die einen kleinstmöglichen Raumbedarf aufweist, wenn

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sich die Elemente in ihrem vollständig zusammengefalteten Zustand befinden, wie dies insbesondere während der Startphase des Satelliten der Fall ist.

Man kennt bereits verschiedene Lösungen, die wenigstens

teilweise diesen Forderungen entsprechen und eine beachtliche Zuverlässigkeit besitzen. Insbesondere hat man bereits eine sichere Entfaltung der Trägerelemente für die Solarzellen zu erreichen versucht durch Verwendung von Mechanismen, die mit geeignete!Torsionsstangen zu sammenwirken. Dies erlaubt,die relative und wechsel seitige Drehung der verschiedenen gelenkig miteinander verbundenen Elemente zu koppein. Die genannten Mechanismen umfassen mindestens ein Zugorgan in Form eines Kabels oder dergleichen, das über Rollen geführt ist, von denen jede mit einem Element des Flügels verbunden ist. Diese Mechanismen besitzen dennoch Nachteile, insbesondere im Falle einer Verwendung eines einzigen Kabels, das an einem Punkt des Umfangs jeder Rolle befestigt ist. Das zufällige Herausrutschen des Kabels aus der Rille einer der Rollen genügt, die gesamte Anordnung unbrauchbar zu machen.

Die vorliegende Erfindung gibt eine verbesserte Vorrichtung ohne die Verwendung von Rollen an, die an den gelenkig miteinander verbundenen Elementen gelagert sind. Die Rollen werden durch einfache mechanische Mittel er setzt, deren Aufbau und Montageweise an den verschiede nen Elementen des die Solarzellen tragenden Flügels es ermöglicht, eine sichere Entfaltung zu erreichen, bei der alle Elemente eine identische Drehbewegung ausführen, wobei aber die Drehrichtung jedes Elementes relativ zu jener des folgenden Elementes entgegengesetzt ist. Die

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erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet ferner mit einer beträchtlichen Präzision eine Entfaltung der gelenkig miteinander verbundenen Elemente aus einer Stellung, in der sie vollständig zusammengefaltet sind und aneinander anliegen bis in eine vollständig auseinandergefaltete Stellung, in der die Elemente in der gemeinsamen Ebene des Flügels liegen, was einer Schwenkbewegung um 18o relativ zur Anfangsstellung entspricht.

Schließlich sieht die Erfindung vor, die Geschwindigkeit am Ende der Öffnungsbewegung zu reduzieren und zwar vorzugsweise mit Hilfe eines Dämpfungssystems, das am Ende der Öffnungsbewegung auf mindestens eines der gelenkig miteinander verbundenen Elemente einwirkt. Dadurch wird eine Einwirkung merklicher Stöße auf den entfalteten Flügel vor der gegenseitigen Verriegelung der Elemente in der Ebene des Flügels vermieden.

Zu diesem Zweck ist die betrachtete Vorrichtung, die zum Einbau zwischen je zwei aufeinanderfolgende gelenkig miteinander verbundene Trägerelemente des Flügels be stimmt ist, wobei jeweils das eine Trägerelement ein führendes und das andere Trägerelement ein geführtes Element bildet und wobei mindestens ein führendes Trägerelement mit mindestens einem eine Relativschwenkbewegung des geführten Trägerelementes bewirkenden Antriebsorgan 5 versehen ist, derart ausgebildet, daß sie zwei unabhängig und parallel zueinander verlaufende Zugglieder aufweist, von denen jedes mit seinen Enden jeweils an einem Schwingarm befestigt ist, wobei die Schwingarme an Trägern angelenkt sind, die ihrerseits fest mit im Flügel aufeinanderfolgenden Trägerelementen verbunden sind, daß die an den Enden der Zugglieder befestigten

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Schwingarme an Achsen angelenkt sind, welche die Verankerungspunkte der Zugglieder bilden, und daß jeder mit einem Trägere leinen t verbundene Träger zwei feste Anschläge trägt, welche die Schwenkbewegung der Schwingarme während der Schwenkbewegung des geführten Trägerelementes relativ zum führenden Trägerelement begrenzen.

Die zueinander parallel verlaufenden Zugglieder sind somit paarweise über die Flügelanordnung hin jedem der gelenkig miteinander verbundenen Trägerelemente zugeordnet, wobei jedes in einem Paar zweier aneinander angrenzender Trägerelemente als geführtes Trägerelement wirkendes Trägerelement für das folgende Trägerelement zum führenden Trägerelement wird. Dies setzt sich von Trägerelement zu Trägerelement über die gesamte Länge des Flügels fort. Vorzugsweise sind die fpsten Anschläge und die

Schwenkachsen der Schwingarme an jedem Träger derart angeordnet, daß sich eine Relativdrehbewegung des geführten Trägerelementes um 18o° relativ zum führenden Trägerelement in zwei aneinander anschließende Bewegungsphasen

von jeweils 9o° unterteilt. Dabei ist der erste Schwingarm durch einen der Anschläge blockiert und bewirkt die Drehung des geführten Trägerelementes, worauf der zweite Schwingarm durch den anderen Anschlag blockiert wird und eine Vollendung der Drehbewegung bewirkt. Dabei führen die beiden Schwingarme symmetrische Bewegungen der gleichen Amplitude aus.

Nachfolgend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht des als

Träger für Solarzellen dienenden Flügels wäh-

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rend des mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ablaufenden Entfaltungsvorganges der den Flügel bildenden gelenkig miteinander verbundenen Ta f e Ie leinen te,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Einzelheit

der erfindungsgemäßen Vorrichtung in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3, 4, 5 und 6

jeweils eine Draufsicht auf einen Teil des Flügels in Richtung der Flügelebene zur Erläuterung der

Arbeitsweise der Vorrichtung, die^meine Entfaltung dreier aufeinanderfolgender Ta feie leinen te in dem in Fig. 1 dargestellten Flügel erlaubt, und

Fig. 7 ein weiteres Detail der erfindungsgemäßen Vorrichtung im vergrößerten Maßstab.

In Fig. 1 erkennt man einen allgemein mit 1 bezeichneten Flügel, der aus einer Reihe ebener Tafelelemente zusammengesetzt ist, die als Träger von Solarzellen 1a dienen. Jedes der Tafelelemente ist mit denjeweils folgenden Tafelelement derart gelenkig verbunden, daß die Gesamtheit der Tafelelemente entsprechend der Länge des Flügels eine ziehharmonikaartige Konfiguration bildet. Mit dieser Konfiguration läßt sich im vollständig zusammengefalteten Zustand, in dem die Ta feie leinen te jeweils aneinander an liegen, der geringstmögliche Raumbedarf für den Flügel erreichen.

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- 1ο -

Der Flügel 1 umfaßt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier in Reihe gelenkig miteinander verbundene Tafel- oder Trägerelemente, die mit den Bezugsziffern 3, 4, 5 und 6 bezeichnet sind. Fig. 1 zeigt den Flügel 1 während des Entfaltungsvorganges relativ zu einem Basiselement 2, das zu einem nicht dargestellten Satellitenkörper gehören oder direkt ein Teil dieses Satellitenkörpers bilden soll, üblicherweise trägt das Basiselement 2 mindestens zwei Flügel der in der Fig. 1 dargestellten Art, die zu beiden Seiten des Basiselementes angeordnet sind, wobei der zweite Flügel aus Gründen der Vereinfachung in der Zeic.-.iung nicnt dargestellt ist. Er entspricht jedoch in aller Punkten seines Aufbaus dem ersten Flügel. Das Basiselament 2, an das die anderen gelenkig miteinander zusammenhängenden Tafelelemente angefaltet werden, kann abar auch mit einem mit dem Satellitenkörper verbundenen Mechanismus zusammenwirken, um das Ausfahren der die Solarzellen tragenden Tafelelemente von dem Satellitenkörper sicherzustellen, oder durch einen derartigen nicht dargestellten Mechanismus ersetzt werden. Auch wenn das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einen aus vier aufeinanderfolgenden Tafelelementen bestehenden Flügel 1 zeigt, versteht es sich von selbst, daß die Erfindung in keiner Weise die Zahl der gelenkig miteinander verbundenen Elemente beschränkt. Diese Zahl wird ggfs. allein durch Betrachtungen hinsichtlich des Gewichtes und des mechanischen Widerstandes beschränkt. Schließlich ist noch zu betonen, daß die den Flügel 1 darstellenden gelenkig miteinander verbundenen Tafelelemente,zwar in Flg. 1 als ebene Elemente mit einem Rechtecksprofil dargestellt sind. Man könnte jedoch auch im Rahmen der Erfindung Varianten vorsehen,

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bei denen die Ta feie leinen te eine andere Form aufweisen.

Alle Ta feie leinen te des Flügels 1 entfalten sich relativ zueinander um Gelenkachsen, die vorzugsweise längs der aneinander anliegenden Seitenkanten verlaufen. Dadurch können die Tafelelemente relativ zueinander verschwenkt werden, wie dies in Fig. 1 durch die Pfeile f~ für die im Uhrzeigersinn schwenkenden Ta feie leinen te 3 und 5 und durch die Pfeile f.. für die im Gegenuhrzeigersinn schwenkenden Tafele leinen te 4 und 6 schematisch angedeutet ist.

Diese beiden Relativbewegungen der aufeinanderfolqenden durch Gelenke miteinander verbundenen Tafelelemente,ergeben sich aus der anfänglichen ziehharmonikaartigen Faltung des Flügels 1 und laufen erfindungsgemäß unter der Wirkung einer Gruppe von Steuermechanismen gleicher Bauart gleichzeitig ab, von denen die folgende Beschreibung ein Ausführungsbeispiel schildert.

Jeder Steuermechanismus, allgemein mit 7 bezeichnet, ist in abwechselnder Reihenfolge einmal an der oberen Seiten Kante und einmal an der unteren Seitenkante zweier be nachbarter Ta feie leinen te angeordnet, wie dies die Fig. 1 zeigt. Die Anordnung ist so, daß die für die verschiedenen Flügel koordinierten Öffnungsbewegungen, die durch mindestens ein mit einem Paar der Tafelelemente verbundenes Antriebsorgan erzeugt werden, von einen Tafelelement auf das nächste Tafelelement übertragen werden, wobei sich der Steuerbefehl zum Verschwenken eines Tafelelementes relativ zu einem benachbarten Tafelelement in den Flügel 1 von einem zum anderen durch die gesamte Anordnung der Tafelelemente fortpflanzt. Vorzugsweise wixkt jeder Steuer mechanismus 7, der ohne weiteres für die Entfaltung und

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die synchrone Bewegung von gelenkig miteinander verbundenen Tafelelementen in beliebiger Anzahl und unterschiedlicher Form verwendet werden kann, während der Bewegungen mit mindestens einem Antriebsorgan 8 zusammen, wobei der Flügel 1 jedoch eine der Anzahl der Gelenkachsen entsprechende Anzahl von Antriebsorganen 8 aufweisen kann. Vorzugsweise ist jedes Antriebsorgan nahe einer der Gelenkachsen zwischen jeweils einem Paar zweier benachbarter Tafelelemente angeordnet. Fig. 2 zeigt ein Aus- führungsbeispiel eines derartigen Antriebsorganes im einzelnen.

Wie man in dieser Figur erkennt, ist das dargestelte Antriebsorgan 8 in dem betrachteten Ausführungsbeispiel zwischen zwei aufeinanderfolgenden, gelenkig miteinander verbundenen Tafelelementen 3 und 4 angeordnet, wobei das Tafelelement 3 per definitionem im folgenden als führendes Tafelelement und das Tafelelement 4 als nachlaufendes Tafelelement bezeichnet wird. Natürlich wird gemäß einer charakteristischen Eigenschaft der Erfindung in dem folgenden Paar gelenkig miteinander verbundener Ta feie leinen te in dem Flügel 1 das Tafelelement 4 zum führenden Element und das Tafelelement zum geführten Element, und so weiter.

Das Antriebsorgan 8 besteht im wesentlichen aus einer die Gelenkachse S₁ umgebenden Feder 9. Alternativ hierzu könnte man andere analoge Mittel vorsehen und diese an einer anderen zwischen den beiden Tafelelementen 3 und gelegenen Stelle vorsehen, um diese relativ zueinander zu verschwenken. In dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel wird die Schwenkbewegung der Tafelelemente relativ zueinander durch zwei Scharnierbändor 8- bzw. 8_ ermöglicht,

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- fiton die Gelenkachse 8j schwenkbar miteinander verbunden sind und an denen sich die Enden äer Feder 3 stützen. Die Feder 9 ist dabei so aufgewickelt,daß sie vom fahrenden Tafelelement 3 aus ständig eine in Öffnungsrichtung wir-* kende Kraft auf das geführte Tafeielement 4 ausübt, um die beiden Tafelelemente so in Flucht miteinander zu halten, da« sie in der gleichen Ebene liegen.

Vorzugsweise sind die Gelenkachse 8. und das dieser zugeordnete Antriebsorgan β im unteren and im oberen Bereich der einander benachbarten Seitenkanten aufeinanderfolgender Tafelelemente angeordnet, um die ausgeübten Kräfte im Gleichgewicht zu halten und die Gesamtlänge der Gelenkverbindung zu begrenzen. Dies erbringt eine beträchtliche Verringerung des Gesamtgewichtes, wobei diese Gewichts ersparnls im Rahmen der ins Auge gefaßten speziellen An wendung in einem künstlichen Satelliten besonders wertvoll ist. In der gleichen Welse kann das Basiselement 2, an dem die anderen Tafelelemente jedes Flügels in ihrer zusammengefalteten Anfangsstellung anliegen, mit dem Satellitenkörper durch eine nicht dargestellte Gelenkoder Verankerngsvorrichtung bekannter Art verbunden sein, wobei diese Gelenkvorrichtung je nach der sich nach dem Entfalten ergebenden gewünschten Flügelspannweite an der kurzen Seitenkante a oder der langen Seitenkante b des Basiselementes angeordnet sein oder sogar an beiden Seitenkanten a und b angreifen kann (Fig. 1).

In Fig. 2 sowie in Fig. 3, die In einer Draufsicht parallel zur Flügelebene und im vergrößerten Maßstab drei aufeinanderfolgende gelenkig miteinander verbundene Tafelelemente 2,3 und 4 in dem Flügel 1 zeigt, erkennt man die Konstruktion des Steuermechanismus 7, der erfindungaqemäß

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die gekoppelten Entfaltungsbewequngen der drei Tafelelemente gewährleistet. Der Steuermechanismus umfaßt zunächst zwei Träger 7- und 7¹., die jeweils mit einem Tafelelement des Flügels 1 fest verbunden sind, wie man dies in Fig. 2 für den Träger Ί. erkennt. Der Träger T. ist also an der oberen Kante des Tafelelementes 4 befestigt, während der Träger 7', In analoger Weise mit dem Basiselement 2 verbunden 1st.

Jeder Träger 7.. oder 7* ist mit dem entsprechenden Tafel-

element starr verbunden durch bekannte Mittel, wie beispielsweise nicht dargestellte Schrauben, und besitzt in der Draufsicht eine vorzugsweise quadratische Form, die jedoch natürlich entsprechend den Befestigungsmöglichkeiten oder dem Raumbedarf des Mechanismus abgewandelt werden kann. Zwei Anschläge 7« und 7_q für den Träger 7.. und 7'g und 7'_g für den Träger 7* sind auf den Träger 7₁ bzw. T. angeordnet, um die Bewegung zweier Paare von Schwingarmen 7, und 7-, für den Träger Ί. bzw. 7'₂ und 7' für den Träger 7'j zu begrenzen. So sind an dem Träger zwei Anschläge 7_O und 7_n derart angeordnet, daß sie beidseits einer die gemeinsame Gelenkachse der Tafelelemente 3 und 4 schneidenden Bezugslinie C angeordnet sind, wie man dies in Fig. 3 und noch genauer in der Fig. 7 erkennt. Die Anschläge 7_R und 7~ sind vorzugsweise an zwei zur Bezugslinie C symmetrisch liegenden Punkten angeordnet. Gemäß anderen Ausfuhrungsbeispielen könnten sie jedoch auch an anderen Stellen definiert und angeordnet werden. Die beiden auf dem Träger 1. angeordneten Schwingarme 7₂ und 7, sind mit dem Träger durch zwei Gelenkverbin düngen mit Gelenkachsen 7^ und 7,- verbunden. Die Schwing arme 7'₂ und 7'₃ sind auf dem Träqer 7'.. um Schwenkachsen

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7'₄ und 7* schwenkbar angeordnet.

Die vier Schwingarme 7₂, 7_, 7* und 7' wirken paarweise über zwei voneinander unabhängige und parallel zueinander verlaufende Zugglieder 7.. und 7i. zusammen, die parallel zur Oberkante des Tafelelementes 3 verlaufen. Die mit dem Träger 7.. verbundenen Schwingarme 7, und 7_ sind also mit ihrem jeweiligen der Schwenkachse 7. bzw. 7_C fernen Ende 7₁₂ bzw. 7«₃ mit einem das jeweilige Zugglied ⁷Io ^bzw* ⁷ii bildenden Kabel oder dergleichen verbunden, wobei die Schwenkachsen Ί. und 7- für die Zugglieder 7- und 7₁₁ die beiden ersten Verankerungspunkte bilden. In der gleichen Weise sind die auf dem Träger 7'.. angeordneten Schwingarme 7', und 7'- an ihren Enden 7' ₂ und 7'₁₃ mit den gleichen Zuggliedern 7.. und 7.,. verbunden und bilden durch ihre Schwenkachsen T. und 7'₅ die beiden anderen Verankerungspunkte für die Zugglieder 7.. und ⁷ir

Dank dieser Anordnungen ist durch die verschiedenen Schwingarme, die während der Steuerung der öffnung des Flügels verschiedene Relativstellungen einnehmen, eine Entfaltung mit einer perfekten Kopplung der Bewegungen der gelenkig miteinander verbundenen Tafelelemente gewährleistet. Hie man insbesondere in der Fig. 3 und der die erste Öffnungsphase zeigenden Fig. 4 erkennt, bleiben die Schwingarme 7₂ und 7'- ständig in Berührung mit ihren jeweiligen Anschlägen 7g und 7', solange der die relative Schwenkbewegung zwischen den gelenkig zusammenhängenden Tafelelementen angebende Winkel OC zwischen O°, entsprechend der in Fig. 3 dargestellten zusammengefalteten Stellung der Tafelelemente, und 9o° entsprechend der in Fig. 4 dargestellten Stellung variiert. In der darauffolgenden

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Bewegungsphase (Fig. 5 und 6 ) entfernen sich die Schwinganne 7_Ί und T~ von den Anschlägen 7_O und T₀, wenn die Schwenkbewegung über einen Winkel GC₂ ^von mehr als 9o erfolgt, wobei sich dann die Schwinganne um ihre jeweiligen Schwenkachsen 7. und 7' drehen.

Umgekehrt nähern sich die Schwinaarme 7-, und 7'^ während der ersten Bewegungsphase ihren jeweiligen Anschlägen 7g und 7' , um diese zu berühren, wenn der Schwenkwinkel 06 einen Wert von 9o° erreicht (Fig. 5). In der anschließenden Phase werden die Schwingarme 7^ und 7'., durch ihre jeweiligen Anschläge 1~ bzw. 7'g festgehalten und bleiben in dieser Stellung, bis zur endgültigen öffnung des Flügels, die dann erreicht ist, wenn alle gelenkig miteinander zusammenhängenden Tafelelemente in derselben Ebene liegen entsprechend einem jeweiligen Schwenkwinkel von 18o° (Fig. 6).

Diese verschiedenen Bewegungsabschnitte bestimmen somit für jedes Paar von Schwingarmen, die mit demselben an einem der Tafelelemente befestigten Träger verbunden sind, eine Bewegung, die sich in zwei aufeinanderfolgende Phasen untergliedert, wobei die eine Phase von der anderen durch den Augenblick getrennt ist, in den das führende Tafelelement mit dem geführten Tafelelement einen relativen Winkel von 9o° einschließt. Innerhalb der jeweiligen Phasen liegt jeder der Schwingarme entweder an einem der beiden Anschläge an und entfernt sich dann unter Drehung um seine Schwenkachse von diesem, während der jeweils andere Schwingarm gleichzeitig die inversen Bewegungsabschnitte ausführt.

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Der vorstehend beschriebene Ablauf der Bewegungen der Schwingarme ergibt sich zu einem wesentlichen Teil aus der speziellen Anordnung der Gelenkachsen und des Verbindungspunktes jedes Schwingarmes mit seinem Zugglied.

Die Fig. 7 zeigt als Beispiel für den Träger 7 , daß die Gelenkachse 7. und der Verbindungspunkt 7₁₂ des an seinem Anschlag 7« anliegenden Schwingarmes 7_ mit der Gelenkachse 7~ des Schwingarmes 7 die Ecken eines rechtwinklig gleichschenkligen Dreiecks P bilden, dessen Katheten sich in der Schwenkachse 7. schneiden, wobei diese sowie die Schwenkachse 7c beidseits der Bezugslinie C und symmetrisch zu dieser angeordnet sind. Das rechtwinklig gleichschenklige Dreieck P ist einem Kreis vom Radius R einbeschrieben, dessen Mittelpunkt 0 in der Mitte der Hypotenuse und im Schnittpunkt derselben mit der Gelenkachse 8.. der die zwei aufeinanderfolgenden Tafelelemente 3 und 4 verbindenden Scharniere liegt. Da riiberhinaus dreht sich das rechtwinklige Dreieck, das im Verlauf jeder Entfaltungsphase einmal durch den einen

2ο und dann durch den anderen der beiden Schwingarme desselben Trägers definiert wird, im Mittelpunkt 0 um sich selber in der durch die Drehung seines Trägers definierten Richtung. Dadurch wird während des Ablaufs der Bewegungen sichergestellt, daß die übertragung der Schwenk-5 kraft von dem führenden Tafelelement auf das geführte Tafelelement ohne Spiel und ohne Gleiten übertragen wird. Dies wiederholt sich über die gesamte Länge des Flügels.

Wenn sich alle gelenkig miteinander verbundenen Tafelelemente des Flügels 1 der Endstellung nähern, in der sie vollständig geöffnet sind, ist es von Vorteil, wenn

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Mittel vorgesehen sind, um die Endgeschwindigkeit dieser Tafelelemente zu begrenzen. Denn bei der vollständigen Öffnung des Flügels können die Tafelelemente einen harten Stoß aufgrund ihres plötzlichen Anschlages erhalten, was ggfs. Beschädigungen insbesondere an den von den Tafelelementen getragenen Solarzellen hervorrufen kann. Um diesem Nachteil vorzubeugen, kann man an jedem der Tafelelemente eine Vorrichtung herkömmlicher Art zur Regulierung der Geschwindigkeit vorsehen, die beispielsweise nach dem Federprinzip oder auf andere Weise arbeitet.

Diese Vorrichtung wird nur am Endo der Öffnungsbewegung jedes Tafelelementes wirksam.

Eine derartige Anordnung kann in Flucht mit einer Schwenkachse eines Schwingarmes angeordnet und fest mit dem Schwingarm verbunden sein.

Fig. 5 zeigt als Beispiel eina: Einsatzmöglichkeit einer derartigen Anordnung, die jeweils um die Schwenkachse 7. und T. der Schwingarme 7_ bzw. Ί' auf den Trägern 7. bzw. 7' angeordnet ist. Die schematisch dargestellte Anordnung ist mit 1o bzw. To' bezeichnet und wirkt auf den Steuermechanismus 7 in der Weise ein, daß sie gegen Ende der Öffnungsbewegung eine rasche Schwenkbewegung der Schwingarme 7₂ und 7'~ verhindert.

Die Zugglieder sind in dem vorstehend beschriebenen AusfUhrungsbeispiel vorzugsweise von zwei unabhängigen Kabeln gebildet. Unter speziellen Arbeitsbedingungen könnte es auch vorteilhaft sein, diese Kabel durch Stäbe aus Metall oder einem Kompositmaterial zu ersetzen. Ferner könnte man die Zugglieder mit Hilfe einer aus Lenkern und

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Kabeln bestehenden Anordnung herstellen.

Wie bereits festgestellt wurde, läßt sich durch Verwendung eines einzigen Antriebsorganes für die Gruppe von Tafelelementen in dem Flügel aufgrund des Spieles der ver- schiedenen Verbindungsorgane und der Zugübertragung zwischen den verschiedenen Tafeielementen eine Entfaltung des gesamten Flügels erzielen. Die zusätzliche Anordnung weiterer Antriebsorgane an den Gelenkverbindungen aller Tafelelemente in der in Fig. 1 dargestellten Weise er möglicht somit eine höhere Funktionssicherheit. Darüber- hinaus können die Antriebselemente reversibel in der Weise ausgebildet sein, daß sie sowohl eine Entfaltung als auch eine folgende Faltung der gelenkig miteinander verbundenen Tafelelemente in dem Flügel gewährleisten.

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Claims

PATENTANWÄLTE DR.l^DQR&DR.KLUNKER

K 12 ÖBS/Js

SOCIETE NATIONALE INDUSTRIELLE AEROSPATIALE 37, Boulevard de Montraorency

75016 Paris, Frankreich

Vorrichtung zum synchronen Entfalten von Trägerelementen

Patentansprüche

Vorrichtung zum synchronen Entfalten von gelenkig miteinander verbundenen, als Träger für Solarzellen eines Satelliten dienenden Trägerelementen in einem aus einer Reihe derartiger Trägerelemente bestehenden

■r Flügel, der sich vermittels eines Baslselementes oder eines Steuermechanismus oder durch Zusammenwirken eines Basiselementes mit einem Steuermechanismus von dem Körper des Satelliten abstreckt, wobei der Steuermechanismus zum Einbau zwischen je zwei auf-

■\_o einanderf olgenden Trägere lementen des Flügels ausgebildet ist, deren eines jeweils ein führendes und deren anderes jeweils ein geführtes Trägerelement bildet, und wobei mindestens ein Führungsträgerelement mit Mindestens einem Antriebeorgan versehen ist, das durch Verwendung geeigneter Zugglieder eine Relativschwenkbewegung des geführten Trägerelementes bewirkt, dadurch gekennzeichnet , daß sie zwei unabhängige und parallel zueinander verlaufende Zugglieder (7_1o, 7^) aufweist, von denen jedes mit seinen Enden jeweils an einem Schwingarn (7₂, 7'₃; 7₃, T₂) befestigt ist, wobei die Schwingarme (7₂, 7₃ bzw. T₂, 7'₃) an Trägem <7j, 7^) angelenkt sind, die ihrerseits fest mit im Flügel (1) aufeinanderfolgenden Trägerelementen (3, 4, 5, 6)

2S verbunden sind, daß die an den Enden der Zugglieder (7_1o, J₁₁) befestigten Schwingarm» (7₂# 7'₃ bzw.

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7 , 7'₂) an Achsen (7^, 7₅ bzw. 7'., 7¹J angelenkt sind, welche die Verankerungspunkte der Zugglieder (7.J bzw. 7....) bilden, und daß jeder mit einem Trägerelement (3, 4) verbundene Träger (7.., 7'..) zwei feste Anschläge (7g, 7_g bzw. 7'g, T₉) trägt, welche die Schwenkbewegung der Schwingarme (7₂, 7, bzw. 7',» 7' ) während der Schwenkbewegung des geführten Trägerelementes (4) relativ zum führenden Trägerelement (3) begrenzen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -zeichnet, daß die festen Anschläge (7_O, 7_,

ο y

7'g, 7'₉) und die Schwenkachsen (7₄, T₅ bzw. 7'₄, 7'₅) der Schwingarme (7₂, 7-, 7'₂, 7' ) auf jedem Träger (7.., 7* ) derart angeordnet sind, daß sich eine Drehung des geführten Trägerelementes (4) relativ zum führenden Trägerelement (3) um 18o° in zwei jeweils einen Schwenkwinkel von 9o umfassende aufeinanderfolgende Bewegungsphasen gliedert, wobei zunächst der eine Schwingarm (7₂/ 7'₂) durch einen der Anschläge (7g, 7'g) blockiert ist und die Drehung des geführten Trägerelementes (4) bewirkt und dann der andere Schwingarm (7₃, 7' ) durch den anderen Anschlag (7g, 7' ) blockiert ist und die Drehung vollendet und wobei die Bewegungen der beiden Schwingarme (7₂, 7₃, 7*₂, ^'3) symmetrisch und mit der gleichen Amplitude erfolgen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwenkachse (7₄, 7c, 7'₄, 7'₅) jedes an seinem Anschlag (7_g, 7_, 7'q, 7'g) anliegenden Schwingannes (7₂, 7-, 7'_2# 7',) und der Verbindungspunkt derselben mit dem zugehörigen

Zugglied (7.. , 7^) zusammen mit der Schwenkachse des

jeweils anderen auf demselben Träger (7.., 7'..) angeord-

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neten Schwingarmee (7,, 7_, 7* , 7') die Ecken eines rechtwinkligen gleichschenkligen Dreieckes (P) bilden, dessen Katheten sich beiderseits der Schwenkachse (7.) des erstgenannten Schwingarmee (7,) erstrecken, das einem Kreis einbeschrieben ist, dessen Mittelpunkt (A) auf der Gelenkachse (81) der zwei benachbarten Trägerelemente (3, 4) des Flügel* (1) verbindenden Gelenkverbindung liegt, und das sich in Mittelpunkt (O) um sich selbst in derselben Richtung wie der zugehörige Träger (7-) dreht, um die übertragung eines Momentes vom führenden Trägere leinen t (3) auf das geführte Trägerelement (4) ohne Spiel und Gleiten zu gewährleisten.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Zugglieder ^⁷Io' ⁷H^ ^{von Kalae}lⁿ gebildet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Zugglieder (7₁ , 7₁₁) von Lenkern gebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zugglieder (7₁ , ^₁₁) jeweils mindestens aus einem Lenker und einem Kabel zusammengesetzt sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Geschwindigkeit der Trägerelemente (3, 4, 5, 6) am Ende der Öffnungsbewegung durch eine Dämpfungseinrichtung (1o, 1o') begrenzt wird, die in Flucht mit der Schwenkachse (7., 7¹.) eines Schwingarmes (7₂» ⁷S* Angeordnet und an diesem befestigt ist.

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