DE29622974U1

DE29622974U1 - Befestigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE29622974U1
Application number: DE29622974U
Authority: DE
Original assignee: Daimler Benz Aerospace AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2006-08-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befestigung eines Einbauteils an einem Träger in einer bezüglich des Trägers dreiachsig rotativ und translatorisch justierten Lage, nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Vorrichtungen dieser Art, wie sie etwa aus der DE 41 19 588 Cl oder der DE 42 20 634 zur Befestigung eines Antennenspiegels an einer Satellitenstruktur bekannt sind, enthalten eine auf Seiten der Satellitenstruktur angeordnete, bezüglich der drei Rotationsachsen und einer Translationsachse freigängig bewegliche Kugelgelenk-Schiebeverbindung, welche mit dem Antennenspiegel über eine in Richtung der beiden restlichen Translationsachsen verstellbare Justiereinheit verkoppelt ist. Für eine statisch

bestimmte Verbindung in allen sechs Freiheitsgraden werden demgemäß mindestens drei derartige Befestigungsvorrichtungen in räumlicher Verteilung zwischen Antennenspiegel und Tragstruktur benötigt, was einen gerade in der Raumfahrt häufig nicht annehmbaren Platz- und Gewichtsaufwand erfordert. Dabei besteht jede Justiereinheit aus einer baulich und justiermäßig recht komplizierten, zweiachsig lateral einstellbaren Doppelscheibenanordnung mit drehpositionierbar zueinander exzentrisch gelagerten Primär- und Sekundärscheiben (DE 42 20 634) oder einem allseitig flexiblen, zwischen Gelenk-Schiebeverbindung und Antennenspiegel angeordneten Faltenbalg, der in der Justierposition durch eine aushärtende Gießmasse versteift wird (DE 41 19 588), mit der Folge, daß zum einen ein Nachjustieren des Antennenspiegels nach dem Aushärten der Gießmasse nicht mehr möglich ist und zum anderen zur Einjustierung und Abstützung des Einbauteils eine eigene Haltevorrichtung erforderlich ist, über die das Einbauteil bis zum Versteifen des Faltenbalgs lagegenau am Träger fixiert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit geringem Bau- und Gewichtsaufwand über einen einzigen Verbindungsweg zwischen Einbauteil und Träger eine einfache Justierung und lastfeste Verkuppelung in allen sechs Freiheitsgraden mit der Möglichkeit einer problemlosen Nachjustierung zu erzielen ist, ohne daß es zusätzlicher Abstütz- oder Befestigungsmittel während oder nach der Justage bedarf.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Schutzanspruch 1 gekennzeichnete Befestigungsvorrichtung gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird mit einer einzigen, in gewichts- und kostensparender Weise aus wenigen, einfachen Verstellelementen bestehenden Baueinheit eine in allen drei Translations- und Rotationsrichtungen selbsttragende, justierbare Verbindung des Einbauteils mit dem Träger erreicht und zugleich aufgrund der beanspruchten Fixierung der Verstellelemente mittels des Sparmgliedes der erforderliche Justieraufwand dadurch äußerst gering gehalten, daß allein durch unterschiedlich starkes Festspannen des Spanngliedes einerseits die Verstellelemente bei fest angezogenem Spannglied in der Justierposition blockiert und dadurch das Einbauteil und der Träger starr miteinander verkoppelt werden und andererseits im gelockerten Zustand des Spanngliedes die Gelenk- und Schiebeverbindung in den jeweiligen Rotations- und Translationsrichtungen freigegeben, unter der dabei noch vorhandenen Restspannung des Sparmgliedes aber immer noch so stark lagestabilisiert wird, daß zur Justierung des Einbauteils keine zusätzlichen Positionier- und Haltemittel benötigt werden.

Eine baulich besonders einfache Lagefixierung und Feinjustierung der Verstellelemente wird in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 dadurch erzielt, daß zwischen den Verstellelementen ein Reibschluß erzeugt wird, der mittels des Sparmgliedes von einer vergleichsweise geringen Hemmwirkung während des Justier- oder Nach-

Justiervorganges auf einen eine starre Verkuppelung der Verstellelemente in der Justierposition des Einbauteils bewirkenden Höchstwert veränderlich einstellbar ist.

Um die Gelenk-Schiebeverbindung aus größtenteils standardisierten Einzelteilen herstellen zu können, enthält diese gemäß Anspruch 3 zweckmäßigerweise ein Kugelgelenk mit einstellbar zusammengespannten Kugelschalen- und Kugelkalottenteilen sowie als Schiebeverbindung eine mehrachsig translatorisch verstellbare, mit einer durch das Spannglied variabel regulierbaren Hemmkraft beaufschlagte Gleitverbindung.

Zur weiteren Verringeiung des Bau- und Justieraufwands wird die einstellbare Hemmkraft zweckmäßigerweise durch eine einzige, sowohl die Gelenk- als auch die Schiebeverbindung zusammenspannende Spannschraube aufgebracht.

Eine konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung einer dreiachsig translatorisch justierbaren und in der Justierposition hochsteif verkoppelbaren Schiebeverbindung besteht nach Anspruch 5 darin, daß diese lateral zweiachsig gleitend verstellbar und mittels eines Einstellgewindes höhenjustierbar ist.

Zur Sicherung der Justierposition können, wie nach Anspruch 6 bevorzugt, zusätzliche, die Gelenk-Schiebeverbindung lagefest arretierende Sicherungselemente vorgesehen sein.

Die Erfindung wird nunmehr anhand zweier Ausfuhrungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:

Fig. 1 eine sechsachsig justierbare Befestigungsvorrichtung im Längsschnitt; und

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung eines weiteren Ausfuhrungsbeispieles der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine insgesamt mit 2 bezeichnete Befestigungsvorrichtung, über die ein Einbauteil 4, z.B. der in Sandwichbauweise ausgeführte Spiegelteil einer Reflektorantenne dreiachsig sowohl translatorisch als auch rotativ justierbar und starr an einem Träger 6, etwa dem ebenfalls als Sandwichstruktur ausgebildeten Tragrahmen eines Nachrichtensatelliten, abgestützt ist. Die Befestigungsvorrichtung 2 besteht aus einer kombinierten, zu einer in allen sechs Freiheitsgraden selbsttragenden Baueinheit zusammengefaßten Gelenk-Schiebeverbindung 8 mit einem trägerseitigen Kugelgelenk 10 und einer einbauteilseitigen Schiebeverbindung 12, die mittels einer einzigen Spannschraube 14 an einer definierten, bezüglich des trägerfesten Bezugspunktes P allseitig winkeljustierbaren Interface-Fläche 16 miteinander verbunden sind und - durch Lösen der Spannschraube 14 voneinander getrennt werden können.

Im einzelnen besteht das Kugelgelenk 10 aus einem teilkugelförmig mit dem Bezugspunkt P als Kugelmittelpunkt ausgebildeten Schalenteil 18, das über ein rohrförmiges Einsatzstück 20 am Träger 6 befestigt, z.B. mit diesem verklebt ist und eine mittlere, gegenüber der Spannschraube 14 radial erweiterte Übermaßbohrung 22 aufweist, sowie aus kugelkalottenförmigen, zum Schalenteil 18 formgleichen, inneren und äußeren Paßstücken 24 und 26, die durch die Spannschraube 14 in jeder beliebigen Winkelstellung innerhalb des Bewegungsspiels der Übermaßbohrung 22 fest mit dem Kugelschalenteil 18 verklemmt werden können.

Die Schiebeverbindung 12 enthält eine über ein Einstellgewinde und eine Kontermutter 28 höhenverstellbar am Einbauteil 4 befestigte Verstellhülse 30, die auf Seiten der Trennfläche 16 eine Anschlußplatte 32 mit einer gegenüber der Spannschraube 14 bzw. einem Bund des Paßstücks 26 radial erweiterten Übermaßbohrung 34 aufweist.

Wird die Spannschraube 14 entfernt, so kann das Einbauteil 4 vom Träger 6 abgenommen und die Befestigungsvorrichtung 2 in ihre Einzelteile zerlegt werden.

Im zusammengebauten Zustand der Befestigungsvorrichtung 2 wirken die Kontaktflächen des Kugelgelenks 10 und die Trennfläche 16 der Verstellhülse 30 mit dem Paßstück 26 reibschlüssig zusammen, wobei die Höhe des Reibschlusses mittels der Spannschraube 14 veränderlich einstellbar ist. So sind bei fest angezogener Spannschraube 14 die Paßstücke 24, 26 mit dem

Kugelschaienteil 18 iind die Verstellhülse 30 mit dem Paßstück 26 last- und lagefest verkoppelt, so daß das Einbauteil 4 in allen drei Rotations- und Translationsrichtungen hochsteif mit dem Träger 6 verbunden ist. Zur zusätzlichen Sicherung kann das Paßstück 26 in der jeweiligen Kipplage noch durch in Umfangsrichtung verteilte Feststellschrauben 36 arretiert werden.

Zum Justieren oder Nachjustieren werden die Feststellschrauben 36 gelöst und die Spannschraube 14 wird soweit gelockert, daß das Kugelgelenk 10 innerhalb des durch die Übermaßbohrung 22 begrenzten Winkelbereichs dreiachsig rotatorisch und die Verstellhülse 30 bezüglich des Paßstücks 26 in den Grenzen der Übermaßbohrung 34 zweiachsig lateral frei verstellbar sind, der verbleibende Reibschluß zwischen den Gelenk- und Schiebeelementen aber noch ausreicht, das Einbauteil 4 ohne äußere Hilfsmittel selbsttätig lagestabil in der jeweiligen Einstellposition zu halten. Nach Beendigung des Justiervorgangs wird die Spannschraube 14 wieder vollständig festgezogen und hierdurch das Einbauteil 4 in der Justierlage gesichert, wobei das Kugelgelenk 10 noch zusätzlich durch die Feststellschrauben 36 arretiert werden kann.

Die Befestigungsvorrichtung nach Fig. 2, in der die dem ersten Ausfuhrungsbeispiel entsprechenden Bauelemente durch ein um 100 erhöhtes Bezugszeichen gekennzeichnet sind, unterscheidet sich von diesem in erster Linie durch eine flachere Bauweise. Zu diesem Zweck ist das Kugelgelenk 110 versenkt im Träger 106 angeordnet und die Schiebeverbindung 112

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verstellhülsenfrei ausgebildet. Statt dessen ist die Übermaßbohrung 134 für die zweiachsig laterale Justierung an einer zwischen dem Paßstück 126 und einer Druckscheibe 38 mittels der Spannschraube 114 variabel reibschlüssig festklemmbaren Anschlußplatte 132 des Einbauteils 104 selbst ausgebildet, und das Einstellgewinde zur Höhenverstellung befindet sich zwischen dem Kugelschalenteil 118 und dem Einsatzstück 120 des Trägers 106 und wird wiederum durch die Kontermutter 128 gesichert. Zur Höhenverstellung des Kugelschalenteils 118 ist dieses mit einem Innensechskant 40 versehen. Im übrigen ist die Bau- und Funktionsweise die gleiche wie beim ersten Ausfuhrungsbeispiel.

Claims

Daimler-Benz Aerospace AG .·'.. \,'< * ·\.&iacgr; t JQn 81663 München J^1997 SCHUTZANSPRUCHE

1. Vorrichtung zur Befestigung eines Einbauteils an einem Träger in einer bezüglich des Trägers dreiachsig rotativ und translatorisch justierten Lage, mit einer zwischen Träger und Einbauteil wirksamen, aus begrenzt winkelbeweglichen und verschieblichen Verstellelementen bestehenden Gelenk-Schiebeverbindung,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Gelenk-Schiebeverbindung (8; 110, 112) ein von außen veränderlich einstellbares, die Verstellelemente (18, 24, 26, 30, 32; 38, 118, 124, 126, 132) in Richtung ihrer Rotations- und Translationsachsen fixierendes Spannglied (14; 114) enthält und die Verstellelemente mittels des Spanngliedes in der Justierposition des Einbauteils (4; 104) starr miteinander verkoppelt und während des Justiervorgangs unter erniedrigter Spamikraitwirkung des Spann-

gliedes lagestabil, aber innerhalb der Justiergrenzen rotativ und translatorisch frei verstellbar gehalten sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Verstellelemente (18, 24, 26, 30, 32; 38, 118, 124, 126, 132) mittels des Spanngliedes (14; 114) einstellbar reibschlüssig lagefixiert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Gelenk-Schiebeverbindung (8; 110, 112) ein Kugelgelenk (10; 110) mit einstellbar zusammengespannten Kugelschalen- und Kugelkalottenteilen (18, 24, 26; 118, 124, 126) sowie als Schiebeverbindung (12; 112) eine mehrachsig translatorisch verstellbare, mit einer durch das Spannglied (14; 114) variabel regulierbaren Hemmkraft beaufschlagte Gleitverbindung enthält.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß

als Spannglied (14; 114) eine einzige, die Gelenk- und die Schiebeverbindung (10 und 12; 110 und 112) gemeinsam mit einer einstellbaren Hemmkraft beaufschlagende Spannschraube vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

die Schiebeverbindung (12; 112) zweiachsig lateral gleitend verstellbar ausgebildet und zur Höhenjustierung ein Einstellgewinde vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

die Gelenk-Schiebeverbindung (8) in der Justierposition zusätzlich durch Sicherungselemente (36) arretierbar ist.