DE3418413A1

DE3418413A1 - Riegelmechanismus fuer einen entfaltbaren solarzellengenerator

Info

Publication number: DE3418413A1
Application number: DE19843418413
Authority: DE
Inventors: Peter 8264 Waldkraiburg Eschenfelder; Helmut 8000 München Kiendl; Masayuki Fujisawa Kanagawa Tomita
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-05-17
Filing date: 1984-05-17
Publication date: 1986-01-09
Also published as: JPH0574520B2; DE3418413C2; JPS60244700A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Riegelmechanismus für
Solarzellengeneratoren, die Panele mit Sonnenzellen auf deren Oberflächen aufweisen, wobei die Panele für die Verwendung entfaltbar und in der entfalteten Position justiert verriegelt werden.
Ein herkömmlicher Riegelmechanismus ist in den Figuren 1 bis 7 dargestellt. Hierbei sind mit 1 und 2 Panele bezeichnet, die nicht dargestellte Sonnenzellen auf ihren Oberflächen tragen. An einer Ecke des Paneles 1 ist ein Scharnierteil 3, an einer Ecke des zweiten Paneles 2 ein Scharnierteil 4 befestigt. Ein Scharnierbolzen 5 ist in dem Scharnierteil 3 angeordnet und von einem in dem Scharnierteil 4 aufgenommenen Lager 6 umgeben. Um eine Welle 9 in den Scharnierteil 3 ist ein Verriegelungsarm 8 gelagert, der an seinem äußeren freien Ende einen Riegelstift 7 trägt.
An dem zweiten Scharnierteil 4 ist ein Führungsteil 10 mit einer kreisförmigen Führungsbahn für den Riegelstift 7 befestigt. Der Riegelstift 7 wird durch eine zwischen diesem und dem Scharnierbolzen 5 befestigte Feder gegen den Scharnierbolzen 5 gezogen, so daß bei der Schwenkung des Scharnieres der Riegelstift 7 entlang der Führung 10 gleitet, bis er in einen Riegel schlitz H in dem Scharnierteil 4 eingreift, Die Funktion des beschriebenen Riegelmechanismus ist wie folgt: In den Figuren 1 und 2 ist eine Position gezeigt, in der die Panele 1 und 2 sich in der unentfalteten Position befinden. Wenn sich die Solarzellenpanele wie in Figur 3 gezeigt entfalten, gleitet der Riegelstift 7 längs der äußeren Kante der als dünne halbkreisförmige Platte ausgebildeten Führung 10. Wenn die benachbarten Panele 1 und 2 etwa in der gleichen Ebene liegen, dann wird der Riegelstift 7 unter der Wirkung der Spannkraft der Feder 11 in den Riegelschlitz H in dem Scharnierteil 4 gleiten. Da der Riegelschlitz H eine Breite hat, die in Richtung auf seinen Boden progressiv kleiner wird , wie dieses in Figur 5 dargestellt ist, wird der Riegelstift 7 in dem Riegelschlitz H eingeklemmt, wodurch die Panele 1 und 2 in der entfalteten verriegelten Position gehalten werden, wie dieses in Figur 6 gezeigt ist. Die in den Zeichnungen rechte Kante des Riegelschlitzes H steht über die linke Kante des Riegelschlitzes vor, so daß der Riegelstift 7 nicht über den Riegelschlitz H hinausgleiten kann, sondern immer in diesem geführt wird und dadurch eine zuverlässige Verriegelung der Panele sichergestellt wird. Nach Beendigung der Entfaltung sind die Panele 1 und 2 miteinander ausreichend sicher durch den Reibungskontakt zwischen dem Riegelstift 7 und dem Riegelschlitz H verriegelt, wobei die Federkräfte der Feder 1 und Spannkräfte, die während der Entfaltung der Panele erzeugt werden, noch zu der Verriegelung beitragen. In der Figur 7 ist ein Querschnitt durch die Welle 9 und die umliegende Teile in vergrößertem Maßstab dargestellt.
Bei einem solchen Riegelmechanismus ist vorausgesetzt, daß die Federkraft bzw. der Federweg am Riegelstift groß genug ist, um diesen bis auf den Grund des Riegelschlitzes zu bewegen Die Kräfte, mit denen die verriegelten Panele gehalten werden, sind bestimmt durch die Schräge der Flanke des Riegelschlitzes, so daß in der Endstellung eine Selbsthemmung eintritt.
Solange die Fertigungstoleranzen der an der Verriegelung beteiligten Elemente vernachlässigbar sind, kann auf diese Weise eine genaue Endstellung der Panele erreicht werden. Da solche Fertigungstoleranzen, insbesondere der Länge des Riegelstiftes, der Lage und der Flanken des Schlitzes im Scharnierteil und der Lage der Riegellagerung, nicht auszuschließen sind, wird die Endstellung von Riegelmechanismus zu Riegelmechanismus entsprechend dieser Fertigungstoleranzen um einen Mittelwert streuen Erfolgt jedoch die Verriegelung in einer Stellung, in der die Panele 1 und 2 nicht exakt in einer Ebene liegen, so liegt der Massenschwerpunkt des Solarzellenrahmens außerhalb der Schwenkachse des Rahmens, da die Position des Massenschwerpunktes bei der Rotation des Rahmens variiert.
Eine derart undefinierte Lage des Massenschwerpunktes bildet einen Angriffspunkt für äußere Störkräfte, die sich auf die Lage und die Lageregelung eines Satellitenkörpers negativ auswirken. Da zudem die die Sonnenstrahlung aufnehmenden Oberflächen der Panele 1 und 2 nicht parallel zueinander sind, können auch Energieverluste auftreten.
Es ist daher erwünscht, die Endposition, in der die Panele verriegelt werden, möglichst fein und reproduzierbar einstellen zu können.
Mit dem herkömmlichen Riegelmechanismus ist eine solche feine und reproduzierbare Einstellung nur schwierig zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Riegelmechanismus der in Rede stehenden Art anzugeben, bei dem die oben genannten Schwierigkeiten vermieden werden und mit dem die Endposition für die Verriegelung der Panele fein und reproduzierbar eingestellt werden kann.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Demgemäß werden die Panele endgültig erst dann in Position ausgerichtet, nachdem sie entfaltet und verriegelt sind. Hiermit können die Sonnenzellenrahmen leicht ausgerichtet werden. Dementsprechend kann der Massenschwer- punkt des Rahmens in die Schwenkachse gebracht werden, wodurch für äußere Störkräfte kein Angriffspunkt mehr gegeben ist. Die Wirkung äußerer Störkräfte auf die Lage und die Lageregelung des Satelliten kann damit reduziert werden.
Ebenso können hiermit benachbarte Panele auch parallel zueinander gehalten werden, um so die oben erwähnten Energieverluste minimal zu halten.
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel.anhand der Figuren 8 bis 10 näher erläutert. In den Figuren stellen dar: Figur 8 einen Querschnitt durch die Welle eines Verriegelungsarmes und die benachbarten Teile für einen Riegelmechanismus gemäß der Erfindung; Figur 9 eine Aufsicht auf zwei Solarzellenpanele mit einem Riegelmechanismus gemäß der Erfindung in einer Position nach der Entfaltung und vor der Verriegelung; Figur 10 eine Aufsicht auf zwei Solarzellenpanele nach Entfaltung und Verriegelung.
Der in den Figuren 8 bis 10 gezeigte Riegelmechanismus entspricht in der Grundkonzeption den oben in den Figuren 1 bis 7 dargestellten herkömmlichen Riegelmechanismus. Es sind die gleichen Bezugs zeichen wie oben für gleiche oder gleichwirkende Teile verwendet. Demnach sind mit 1 und 2 zwei Panele, mit 3 und 4 zwei Scharnierteile, die an den Panelen 1 bzw. 2 befestigt sind, mit 5 ein Scharnierbolzen,mit 6 ein diesen Bolzen umfassendes Lager, mit 7 ein Riegelstift, mit 8 ein Verriegelungsarm, mit 9 eine Welle, mit 10 eine Führung für den Riegelstift 7, mit 11 eine Feder und mit 12 eine mittige Achse der Welle 9 bezeichnet.
Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Riegelmechanismus wird der Verriegelungsarm 8 mit dem Verriegelungspin 7 an den Scharnierteil 3 mit Hilfe der Welle 9 befestigt, die jedoch eine mit 13 bezeichnete exzentrische Achse aufweist; vgl. Figur 8.
Der Entfaltungsvorgang verläuft genauso, wie oben zu den bekannten Verriegelungsmechanismus beschrieben. Die beiden Scharnierteile schwenken um den Scharnierbolzen 5 , wobei der Riegelstift 7 am freien Ende des Verriegelungsarmes 8 an der halbkreisförmigen Führungsbahn der Führung 10 entlang und schließlich in den Riegelschlitz H eitet. Durch die oben erwähnten Fertigungstoleranzen kann die Position des Paneles 1 gegenüber dem Panel 2 so sein, wie in Figur 10' punktiert dargestellt.
In dieser Position liegen die Panele nicht in der gleichen Ebene. Wie aus Figur 8 hervorgeht und in Figur 9 angedeutet, kann durch die azentrische Achse 13 der Welle 9 die Stellung des Verriegelungsarmes 8 dadurch verändert werden, daß die Welle 9 z.B. mit Hilfe eines Vierkantkopfes verdreht wird. Die Anderung der Stellung des Verriegelungsarmes 8 ist in Figur 9 ebenfalls strichpunktiert dargestellt. Nachdem der Entfaltvorgang abgeschlossen und das Scharnier verriegelt ist, wird die Welle 9 mit ihrer azentrischen Achse gedreht, wodurch, wie in Figur 10 angedeutet, das Panel 1 aus der strichpunktiert dargestellten Position in die durchgezogen dargestellte Position überführt wird. In dieser Position liegen die beiden Panele in der gleichen Ebene.

Claims

Riegelmechanismus für einen entfaltbaren Solarzellengenerator Patentansprüche 1. Riegelmechanismus für einen entfaltbaren Solarzellengenerator, bei dem mehrere Solarzellenpanele untereinander durch Scharniere verbunden sind, die jeweils zwei um einen Scharnierbolzen schwenkbare , jeweils mit einem Solarzellenpanel verbundene Scharnierteile, einen Verriegelungsarm, der an den einen Scharnierteil an einer zum Scharnierbolzen parallelen Welle befestigt ist und einen durch eine Feder in Richtung auf den Scharnierbolzen gezogenen Riegelstift an seinem freien Ende trägt und ferner eine Führung aufweist, die in dem zweiten Scharnierteil befestigt ist und mit einer halbkreisförmigen Führungsbahn für den Riegelstift versehen ist, an deren Ende ein Riegelschlitz vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den Verriegelungsarm (8) haltende Welle (9) ein Drehbolzen ist, der in dem einen Scharnierteil (3) um eine erste Achse (12) drehbar gelagert und in beliebiger Drehstellung fixierbar ist, und daß dieser Drehbolzen (9) im Bereich der Halterung des Verriegelungsarmes (8) einen mit seiner zentrischen Längsachse (13) gegebenüber der Bolzendrehachse (12) exzentrisch versetzten Bolzenbereich erfaßt, in dem der Verriegelungsarm frei drehbar gelagert ist.
2. Riegelmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehbolzen (9! ein feststellbarer Schraubbolzen ist.