DE3418413C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Riegelmechanismus für Solarzellengeneratoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Solargeneratoren weisen Paneele mit Sonnenzellen auf deren Oberflächen auf, wobei die Paneele für die Ver­ wendung entfaltbar und in der entfalteten Position justiert verriegelt werden.

Ein herkömmlicher Riegelmechanismus (DE-OS 32 15 434) ist in den Fig. 1 bis 7 dargestellt. Hierbei sind mit 1 und 2 Paneele be­ zeichnet, die nicht dargestellte Sonnenzellen auf ihren Oberflächen tragen. An einer Ecke des Paneeles 1 ist ein Scharnierteil 3, an einer Ecke des zweiten Paneeles 2 ein Scharnierteil 4 befestigt. Ein Scharnierbolzen 5 ist in dem Scharnierteil 3 angeordnet und von einem in dem Schar­ nierteil 4 aufgenommenen Lager 6 umgeben. Um eine Welle 9 in dem 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 be­ festigt. Der Riegelstift 7 wird durch eine zwischen diesem und dem Scharnierbolzen 5 befestigte Feder gegen den Schar­ nierbolzen 5 gezogen, so daß bei der Schwenkung des Schar­ nieres der Riegelstift 7 entlang der Führung 10 gleitet, bis er in einen Riegelschlitz H in dem Scharnierteil 4 ein­ greift.

Die Funktion des beschriebenen Riegelmechanismus ist wie folgt: In den Fig. 1 und 2 ist eine Position gezeigt, in der die Paneele 1 und 2 sich in der unentfalteten Posi­ tion befinden. Wenn sich die Solarzellenpaneele wie in Fig. 3 gezeigt entfalten, gleitet der Riegelstift 7 längs der äußeren Kante der als dünne halbkreisförmige Platte ausgebildeten Führung 10. Wenn die benachbarten Paneele 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 Fig. 5 dargestellt ist, wird der Riegelstift 7 in dem Riegelschlitz H eingeklemmt, wodurch die Paneele 1 und 2 in der entfalteten verriegelten Position gehalten werden, wie dieses in Fig. 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 Paneele 1 und 2 sichergestellt wird. Nach Beendi­ gung der Entfaltung sind die Paneele 1 und 2 miteinander ausreichend sicher durch den Reibungskontakt zwischen dem Riegelstift 7 und dem Riegelschlitz H verriegelt, wobei die Federkräfte der Feder 11 und Spannkräfte, die während der Entfaltung der Paneele 1 und 2 erzeugt werden, noch zu der Ver­ riegelung beitragen. In der Fig. 7 ist ein Querschnitt durch die Welle 9 und die umliegenden 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 Paneele gehalten werden, sind bestimmt durch die Schräge der Flanke des Riegelschlitzes, so daß in der Endstel­ lung eine Selbsthemmung eintritt.

Solange die Fertigungstoleranzen der an der Verriegelung beteiligten Elemente vernachlässigbar sind, kann auf diese Weise eine genaue Endstellung der Paneele 1 und 2 erreicht werden. Da solche Fertigungstoleranzen, insbesondere der Länge des Riegelstiftes, der Lage und der Flanken des Schlitzes im Scharnierteil und der Lage der Riegella­ gerung, 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 Paneele 1 und 2 nicht exakt in einer Ebene liegen, so liegt der Massenschwerpunkt des Solarzellenrahmens außer­ halb der Schwenkachse des Rahmens, da die Position des Massenschwerpunktes bei der Rotation des Rahmens variiert. Eine derart undefinierte Lage des Massenschwerpunktes bil­ det einen Angriffspunkt für äußere Störkräfte, die sich auf die Lage und die Lageregelung eines Satellitenkörpers negativ auswirken. Da zudem die die Sonnenstrahlung auf­ nehmenden Oberflächen der Paneele 1 und 2 nicht parallel zueinander sind, können auch Energieverluste auftreten. Es ist daher erwünscht, die Endposition, in der die Paneele 1 und 2 verriegelt werden, möglichst fein und reproduzier­ bar einstellen zu können.

Mit dem herkömmlichen Riegelmechanismus ist eine solche feine und reproduzierbare Einstellung nur schwierig zu er­ reichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Riegel­ mechanismus der in Rede stehenden Art anzugeben, bei dem die oben genannten Schwierigkeiten vermieden werden und mit dem die Endposition für die Verriegelung der Paneele fein und reproduzierbar eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merk­ male gelöst.

Demgemäß werden die Paneele endgültig erst dann in Posi­ tion ausgerichtet, nachdem sie entfaltet und verriegelt sind. Hiermit können die Sonnenzellenrahmen leicht ausge­ richtet werden. Dementsprechend kann der Massenschwer­ punkt des Rahmens in die Schwenkachse gebracht werden, wo­ durch 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 Paneele auch parallel zueinander gehalten werden, um so die oben erwähnten Ener­ gieverluste minimal zu halten.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 8 bis 10 näher erläutert. In den Figuren stellt dar

Fig. 8 einen Querschnitt durch die Welle eines Ver­ riegelungsarmes und die benachbarten Teile für einen Riegelmechanismus;

Fig. 9 eine Aufsicht auf zwei Solarzellenpaneele mit einem Riegelmechanismus in einer Position nach der Entfaltung und vor der Verriegelung;

Fig. 10 eine Aufsicht auf zwei Solarzellenpaneele nach Entfaltung und Verriegelung.

Der in den Fig. 8 bis 10 gezeigte Riegelmechanismus ent­ spricht in der Grundkonzeption dem oben in den Fig. 1 bis 7 dargestellten herkömmlichen Riegelmechanismus. Es sind die gleichen Bezugszeichen wie oben für gleiche oder gleichwirkende Teile verwendet. Demnach sind mit 1 und 2 zwei Paneele, mit 3 und 4 zwei Scharnierteile, die an den Paneelen 1 bzw. 2 befestigt sind, mit 5 ein Scharnier­ bolzen, 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 be­ zeichnet.

Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Riegelmechanismus wird der Verriegelungsarm 8 mit dem Riegelstift 7 an dem Scharnierteil 3 mit Hilfe der Welle 9 befestigt, die jedoch eine mit 13 bezeichnete exzentrische Achse aufweist; vgl. Fig. 8.

Der Entfaltungsvorgang verläuft genauso, wie oben zu dem 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 ent­ lang und schließlich in den Riegelschlitz H gleitet. Durch die oben erwähnten Fertigungstoleranzen kann die Position des Paneeles 1 gegenüber dem Paneel 2 so sein, wie in Fig. 10 punktiert dargestellt. In dieser Position liegen die Paneele 1 und 2 nicht in der gleichen Ebene. Wie aus Fig. 8 hervorgeht und in Fig. 9 ange­ deutet, 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 Vierkant­ kopfes verdreht wird. Die Änderung der Stellung des Ver­ riegelungsarmes 8 ist in Fig. 9 ebenfalls strichpunktiert dargestellt. Nachdem der Entfaltungsvorgang abgeschlossen und das Scharnier verriegelt ist, wird die Welle 9 mit ihrer azentrischen Achse 13 gedreht, wodurch, wie in Fig. 10 an­ gedeutet, das Paneel 1 aus der strichpunktiert dargestellten Position in die durchgezogen dargestellte Position über­ führt wird. In dieser Position liegen die beiden Paneele 1 und 2 in der gleichen Ebene.

Claims (2)

1. Riegelmechanismus für einen entfaltbaren Solarzellen­ generator, bei dem mehrere Solarzellenpaneele unterein­ ander durch Scharniere verbunden sind, die jeweils zwei um einen Scharnierbolzen schwenkbare, jeweils mit einem Solarzellenpaneel verbundene Scharnierteile, einen Ver­ riegelungsarm, der an dem einen Scharnierteil an einer zum Scharnierbolzen parallelen Welle befestigt ist und einen durch eine Feder in Richtung auf den Scharnier­ bolzen gezogenen Riegelstift an seinem freien Ende trägt und ferner eine Führung aufweist, die in dem zweiten Scharnierteil befestigt ist und mit einer halb­ kreisförmigen Führungsbahn für den Riegelstift ver­ sehen ist, an deren Ende ein Riegelschlitz vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den Verriegelungs­ arm (8) haltende Welle (9) ein Drehbolzen ist, der in dem einen Scharnierteil (3) um eine erste Achse (12) drehbar gelagert und in beliebiger Drehstellung fixier­ bar ist, und daß dieser Drehbolzen im Bereich der Halterung des Verriegelungsarmes (8) einen mit seiner zentrischen Längsachse (13) gegenüber der Bolzendreh­ achse (12) exzentrisch versetzten Bolzenbereich um­ faßt, um den der Verriegelungsarm (8) frei drehbar gelagert ist.

2. Riegelmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drehbolzen ein feststellbarer Schraubbolzen ist.