DE3826701A1 - Vorrichtung zum zeitweisen verriegeln eines rotors auf einem stator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum zeitweisen Ver­ riegeln eines Rotors auf einem Stator, wobei der Rotor normalerweise bei seiner Drehung mittels elektromagnetischer Lager geführt wird und auf ihm nahe an seinem Umfang eine konisch ausgebildete Rotor­ stützfläche angebracht ist, die dazu eingerichtet ist, unter Einwirkung eines Spannkabels axial gegen einen konisch-komplementär ausgebildeten Statorbereich, der am Stator ausgebildet ist, angenähert bzw. zur Anlage gebracht zu werden, wobei das Spannkabel dazu eingerichtet ist, unter Einwirkung einer Entriegelungseinrichtung entspannt zu werden.

Eine solche zeitweise Verriegelung wird bevorzugt, wenn auch nicht aus­ schließlich, zur Lageverriegelung eines Schwungrades bei Raumsatelliten eingesetzt.

Wenn ein Satellit gestartet und auf eine Umlaufbahn gebracht wird, dann bildet er stets einen Sitz für variierende und erhebliche mechanische Kräfte aus, die sich auf ein an Bord des Satelliten vorhandenes Schwungrad übersetzen, und zwar in Form von sinusförmigen wie auch zufällig auftretenden Vibrationen auf jede Achse (Rotationsachse und zwei Querachsen, die gemeinsam ein Bezugsdreieck vervollständigen).

Aufgrund ihrer Amplitude können diese Kräfte nicht in ausreichendem Maße von den Magnetlagern (und damit ohne mechanischen Kontakt) aufgenommen werden, weshalb es bekannt ist, während der Dauer des Starts des Satelliten zeitweise mechanisch das Schwungrad gegenüber der restlichen den Stator ausbildenden Satellitenstruktur zu verriegeln. Die Verriegelungssysteme, die zu diesem Zweck eingesetzt werden, müssen den Problemen eines Festfressens durch Reibung und/oder Verkeilung genügen, die im Augenblick der Freigabe eintreten können, und dies in einer doch schwierigen Umgebung, wie sie z.B. im Weltraum vorliegt.

Ein erstes Verriegelungssystem, das für diesen Zweck vorgesehen ist, wurde von der ESTEC vorgeschlagen und unter der Bezeichnung "Experimental Caging Mechanism" beschrieben (vgl. Gen. Arrgt. Drg. No. 1300 vom Oktober 1982). Es weist eine Trommelbremse mit zwei Bremsbacken auf, die radial zueinander versetzt und gegen einen zylindri­ schen Innenabschnitt anlegbar sind, der am Umfang des Rotors ausgebildet ist, wobei sie unter der mechanischen Einwirkung eines umlaufenden Kabels angedrückt werden, dessen Spannung auf die Klemmbacken mittels der Auslenkung von Hebeln übertragen wird. Im Verriegelungszustand ist hierbei der Rotor durch die Tangentialreibung, die von den Klemmbacken auf ihn ausgeübt wird, unbeweglich; für die Freigabe des Rotors wird das Verriegelungskabel durch einen pyrotechnischen Kabelschneider zerschnitten und die Rückstellfedern führen die Klemmbacken in eine radial zurückgezogene Stellung zurück.

Bei einer solchen Verriegelung durch Tangentialreibung ist es allerdings nötig, zum Erzielen einer guten Wirksamkeit das Verriegelungskabel sehr stark zu spannen und es, ungeachtet der Relaxationserscheinungen, die sich im Kabel abspielen, auch im gespannten Zustand zu halten. Anderer­ seits werden die Verriegelungskräfte sehr schlecht verteilt, da sie doch an den einander diametral gegenüberliegenden Klemmbacken lokalisiert sind. Überdies ist die Kabelführung ziemlich komplex: sie entfernt sich vom Verlauf einer einfachen Bahn an den Klemmbacken, wobei sie sehr kleine Krümmungsradien aufweist. Ganz abgesehen von der Umfassung, die man an diesen Zonen kleiner Kurvenradien erreichen kann, stellen sich unausweichlich Reibungseffekte ein, die einer guten Kabelspannung an den Klemmbacken während des Verriegelns ebenso wie einer tadel­ losen Freigabe der Klemmbacken beim Schneiden des Kabels ent­ gegenwirken. Schließlich ist überhaupt keine Redundanz hinsichtlich der Entriegelungsmittel vorgesehen.

Bei einem anderen bekannten Typ einer Verriegelungsvorrichtung (FR-PS 25 49 598), die von Aerospatiale entwickelt wurde, ist der Rotor an seinem Außenrand in Form einer Glocke ausgebildet, wobei zwei Ringkanten am Stator und am Rotor nahe beim Rotorumfang vorgesehen sind, die unter der Wirkung eines zentral liegenden Drahtes miteinander in Kontakt gebracht werden können. Dabei ist der Draht längs der Dreh­ achse des Rotors angeordnet und wird während der Verriegelung unter Spannung gehalten. Die Entriegelung geschieht wiederum durch Zer­ schneiden des Kabels mittels einer pyrotechnischen Einrichtung.

Bei diesem System wirken die Verriegelungskräfte im Zentrum, d. h. an einer Stelle, an der die Trägheitsmomente am kleinsten sind, was am Umfang zu einem Abheben des Rotors vom Stator führen kann. Eine gute Verriegelung erfordert, wie schon im weiter oben erwähnten Fall, einen großen Kabelzug. Schließlich weist auch dieses System keinerlei mechanische Mehrfachabsicherung bezüglich der Entriegelungsmittel auf.

Gemäß einer dritten Art einer Verriegelungsvorrichtung, die gleichermaßen von Aerospatiale vorgeschlagen wurde, drückt eine Halteklemme zwei Bundabschnitte axial gegeneinander, von denen jeweils einer am Rotor bzw. am Stator befestigt ist. Diese Klemme wird von zwei verschwenkbaren Klemmbacken gebildet, die jeweils an ihrem einen Ende um parallel zur Drehachse des Rotors angeordnete Achsen verschwenkbar sind und sich um einen Bereich von etwas weniger als 180° über die Haltebünde erstrecken. Ihre anderen Enden werden von einem Kabel unter Spannung gehalten, das sie gegen die Wirkung einer das Kabel umgebenden Spreizfeder gegeneinander anzieht. Auf der radialen Innenfläche dieser Klemmbacken sind zwei Rillen zur Aufnahme der erwähnten Haltebünde ausgebildet. Die Entriegelung wird durch einen pyrotechnischen Kabelschneider und das Öffnen der Klemmbacken durch die zusammengedrückte Feder bewirkt.

Eine solche Lösung ist wegen der Notwendigkeit, die Rinnen genau entsprechend komplementär dem Profil der Haltebünde auszubilden, sehr aufwendig. Darüberhinaus erfordert die Verriegelung eine sehr große Spannung im Kabel, was ganz allgemein zu einer entsprechenden De­ formation der Haltebacken führt. Wiederum ist keinerlei mechanische Mehrfachabsicherung für eine einwandfreie Funktion vorgesehen.

Gemäß einer vierten Art von Verriegelungsvorrichtung, die ebenfalls von der Aerospatiale entwickelt und in der FR-PS 24 52 693 oder der US-PS 43 45 485 beschrieben wurde, wird die Verriegelung nur bezüglich drei Achsen bewirkt, d.h. es gibt hier keine Unbeweglichkeit des Rotors gegenüber dem Stator in Rotationsrichtung. Die Verriegelung wird hierbei in der Form ausgeführt, daß zeitweise das axiale Spiel, das bei normalem Betrieb an den Enden einer zentralen Rotorwelle zwischen axial ausgebildeten Stützflächen auf dem Rotor und dem Stator besteht, aufge­ hoben wird. Diese Aufhebung des Axialspiels wird dadurch möglich, daß eine axiale Stützfläche des Stators axial beweglich ausgeführt und gegen eine entsprechende Rotor-Stützfläche angedrückt wird, und zwar durch eine Radialbewegung eines eine Rampe bildenden Keils unter der Wirkung eines radial angebrachten Kabels entgegen der Kraft einer Rückstell­ feder. Um die Entriegelung sicherzustellen, ist ein Kabelschneider vorgesehen.

Diese Lösung ist ziemlich kompliziert, denn sie setzt voraus, daß am Rotor und am Stator an den axialen Endflächen zur Ermöglichung der Drehbewegung des Rotors im Verriegelungszustand Wälzlager vorgesehen werden, die erhöhte dynamische Axiallasten aufnehmen können. Anderer­ seits bringen die verschiedenen auftretenden Bewegungen das Entstehen von Reibeffekten, die zur Gefahr eines Festsitzens der Gesamtvor­ richtung führen können. Schließlich gibt es wieder überhaupt keine mechanische Redundanz für die Entriegelungsmittel.

Diese bekannten Lösungen sind jeweils unter bestimmten Gesichtspunkten zufriedenstellend, weisen jedoch auch die angeführten Nachteile auf. Der Erfindung liegt, ausgehend hiervon, die Aufgabe zugrunde, unter weitestgehender Vermeidung der aufgezeigten Nachteile eine Verriegelungsvorrichtung mit einem Spannkabel zu entwickeln, die insbesondere wirkungsvoll und gleichmäßig am Umfang des Rotors angreift, ohne daß dabei die Kabelspannung besonders groß gewählt oder besonders genau gesteuert werden muß, und bei der beim Entriegeln nur ganz geringe Reibeffekte auftreten, so daß eine sichere Freigabe bzw. Entriegelung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Verriegelungsvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Kabel eine Ringschleife ausbildet, die in einer Querebene liegt und dazu eingerichtet ist, auf eine Vielzahl von radial beweglichen Einzelstützflächen, die am Stator befestigt sind, derart einzuwirken, daß diese entgegen der Wirkung elastischer Rückstellorgane auf ein axiales Anlegen gegen eine zweite Stützfläche hin, die gleichermaßen am Umfang des Rotors ausgebildet ist, und zwar in einer der Wirkung des axialen Anlagedrucks, der von der konischen Stator-Stützfläche auf die konische Rotor-Stützfläche ausgeübt wird, ent­ gegengesetzten Richtung beaufschlagt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung führt zu einer sicheren Verriegelung längs des gesamten Umfangs, also dort, wo sich im wesentlichen die Masse des Rotors befindet, was im Hinblick auf eine gute mechanische Vibrationsaufnahme besonders günstig ist. lnfolge der Konizität zumindest einer der beiden axialen Anlage- bzw. Stützflächen ermöglicht es die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner, eine ausgezeichnete Verriegelung im Hinblick auf die Rotationsachse und, wegen der axialen Anlage der beiden am Rotor und Stator ausgebildeten Stützflächen, auch eine solche in den Querebenen zu erreichen. Die Aufteilung des einen axialen Anschlags des Stators in eine Vielzahl von radial beweglichen Einzelstützflächen erlaubt ferner eine besonders gute Vergleichmäßigung der Verriegelungskräfte und daneben auch noch eine einfache und sichere Freigabe. Die Tatsache, daß der Draht radial auf die axialen Einzelstützflächen wirkt, macht die Qualität der erreichten Verriegelung nur wenig abhängig von der exakten Kabelspannung und macht es überdies unnötig, die Kabelspannung besonders groß wählen zu müssen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die einzelnen Stützflächen an den freien Enden elastischer Zungen ausgebildet sind, die im wesentlichen parallel zur Drehachse des Rotors ausgerichtet und an ihren anderen Enden am Stator derart befestigt sind, daß sie eine Ruhestellung mit einem radialen Abstand zum Rotor einnehmen, wodurch diese Zungen die vorgenannten Rückstellorgane ausbilden. Da diese einzelnen Stütz- bzw. Anlageflächen von ihren Rückstellorganen getragen werden, ist keinerlei Ver­ schwenkmechanismus vorhanden, der beim Entriegeln fressen könnte. Diese Zungen bzw. Blättchen werden bevorzugt aus einem Kunststoff-Faser-Verbundwerkstoff ausgebildet. Bevorzugt sind ferner die Einzelstützflächen am Übergangsbereich zwischen Rillen, die das Kabel aufnehmen, und den sie tragenden flexiblen Zungen ausgebildet.

Eine weiter bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht auch darin, daß die axialen Einzelstützflächen und die ent­ sprechend komplementäre Stützfläche des Rotors relativ zu einer Querebene derart geneigt sind, daß eine umso bessere Verriegelung des Rotors erreicht wird, je größer die Kabelspannung ist.

Weiter bevorzugt wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Mehrzahl von wenigstens zwei Kabelschneidern eingesetzt, um durch diese Redundanz eine erhöhte Sicherheit für das Entriegeln zu gewähr­ leisten. Ein solcher Kabelschneider wird bevorzugt in der Nähe einer axialen Einzelstützfläche auf der flexiblen Zunge, die diese Stützfläche trägt, angeordnet. Dabei wird bevorzugt ein Abzweigkabel in Form einer Halteschlaufe beidseits der Schnittzone am Kabel befestigt, um zu verhindern, daß nach der Ausführung des Schnitts die Kabelstränge in einer zufälligen, unbeabsichtigten und unkontrollierten Weise entweichen bzw. sich aushängen können.

Ganz besonders bevorzugt wird das Kabel als Ringschleife ausgeführt, was die Entriegelung infolge der dann gegebenen gleichmäßigen Krümmung des Kabels deutlich erleichtert.

Das Kabel wird ferner mit Vorteil in sich selbst geschlossen dadurch ausgeführt, daß seine freien Enden an den freien Enden zweier Hebel befestigt sind, die gemeinsam an ihrer Basis parallel zur Achse verschwenkbar sind und einen Spanner ausbilden, wobei ihre Winkel­ öffnung tangential zum Kabel durch ein System Schraube/Mutter bewirkt wird, das eine manuelle Spannung oder Entspannung des Kabels gestattet.

Bevorzugt wird hierbei ein Spanner dem Kabel zugeordnet, der zwei Arme aufweist, die um am Stator befestigte Achsen verschwenkbar, zueinander parallel und zur Rotationsachse des Rotors senkrecht angebracht sind und gemeinsam einen Winkelspanner, der im allgemeinen parallel zu dieser Rotationsachse betätigbar ist, mit einer Winkelöffnung ausbilden, die in der bereits geschilderten Weise mittels des bereits erwähnten Schrauben/Muttern-Systems betätigbar ist, wobei die beiden Kabelenden an den freien Enden der Arme dieses Spanners befestigt sind.

Von besonderem Vorteil ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß sie vollständig radial außerhalb des Rotors angebracht ist, wodurch ihre Montage und ihr Austausch leicht und ohne die Notwendigkeit des Öffnens bzw. Eindringens in das Innere des Rotors möglich ist. Dies gestattet zudem eine visuelle Überwachung der Verriegelung.

Die Erfindung bezieht sich gleichermaßen auch auf die Anwendung der er­ findungsgemäßen Vorrichtung zum zeitweiligen Verriegeln eines Schwung­ rades an Bord eines Satelliten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Axialschnittdarstellung eines Schwungrades, das mit einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung versehen ist, längs Linie I-I in Fig. 2, und zwar im nicht-verriegelten Zustand;

Fig. 2 hiervon eine schematische Ansicht von oben im verriegelten Zustand;

Fig. 3 die Vorderansicht (gemäß den Pfeilen III in den Fig. 1 und 2) einer elastischen Zunge, die eine in radialer Richtung bewegliche axiale Einzelstützfläche aufweist;

die Fig. 4 und 5 Ansichten eines Kabelspanners in dessen Spannstellung (Fig. 4) bzw. entspannter Stellung (Fig. 5), in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 2 gesehen;

Fig. 6 eine Ansicht eines Kabelschneiders, in Richtung des Pfeiles VI in Fig. 2 gesehen;

Fig. 7 eine Schnittdarstellung (in vergrößertem Maßstab) des in Fig. 1 links mit VII bezeichneten Vorrichtungsabschnitts, und

Fig. 8 eine Schnittdarstellung (in vergrößertem Maßstab) des in Fig. 1 rechts mit VIII bezeichneten Vorrichtungsabschnitts, wobei der Schnitt jedoch in umgekehrter Lage eingezeichnet ist, um einen Vergleich mit Fig. 7 zu ermöglichen, hier jedoch im verriegelten Zustand.

Die Darstellung der Fig. 1 zeigt in einem vereinfachten Axialschnitt ein Schwungrad 1, das von einem auf klassischen Magnetlagern angeordneten Rotor in Form einer Glocke gebildet wird, wobei dieser einen Umlaufkranz erheblicher Masse aufweist und um eine Rotationsachse Z-Z relativ zu einem Stator 2 drehen kann, der auf der Struktur eines (nicht dargestellten) Satelliten mittels in Bohrungen 3 aufgenommenen Schraubenbolzen befestigt werden kann.

Der Rotor 1 und der Stator 2 sind in bekannter Weise mit passiven Axialzentrierungsmitteln, aktiven Radialzentrierungsmitteln, die an Radialgeschwindigkeitsdetektoren 5 angeschlossen sind, und einem Rotationsantrieb 6 versehen, wobei alle hierfür geeigneten Einrichtungen eingesetzt werden können. Da diese Teile nicht Bestandteil der Erfindung sind, sind sie auch nicht weiter im einzelnen dargestellt.

Beim Umfangskranz 1 A sind kegelstumpfförmige Anlage- bzw. Stütz­ flächen 10 und 11 ausgebildet, und zwar jeweils am Rotor 1 bzw. am Stator 2, die in verriegelter Stellung des Rotors axial aneinander zur Anlage kommen.

Gleichermaßen ist auch eine weitere axiale Stützfläche 12 auf dem Rotor 1 ausgebildet, mit der einzelne axiale Stützflächen 13, die in radialer Richtung beweglich und mit dem Stator 2 verbunden sind, bei Verriegelungsstellung in Anlage gelangen.

Diese axialen Einzelstützflächen 13 sind etwa regelmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet; im gezeigten Ausführungsbeispiel sind sie in einer Anzahl von zwölf vorgesehen, und zwar in vier Gruppen von je drei Stützflächen verteilt.

Diese Gruppen der Stützflächen 10 und 11 sowie 12 und 13 sind so angeordnet, daß sie den Rotor 1 am Stator 2 in den beiden Axial­ richtungen sowie in einer Querebene festklemmen. ln Abhängigkeit vom Druck, mit dem diese Anschläge aneinandergedrückt werden, wird der Rotor 1 außerdem mehr oder weniger gut in Drehrichtung blockiert.

Die Stützfläche 12 des Rotors 1 und die Einzelstützflächen 13 sind vorteilhafterweise kegelstumpfförmig ausgebildet, wodurch erreicht wird, daß der axiale Anpreßdruck der Anschläge 10, 11, 12 und 13 umso größer wird, je mehr die einzelnen Stützflächen 13 in radialer Richtung unter Druck gesetzt werden.

Die einzelnen Stützflächen 13 sind auf der Außenwand von Rinnen 14 ausgebildet, die radial nach außen derart geöffnet sind, daß sie Rillen 15 ausbilden, die in einer Ebene quer zur Achse Z-Z angeordnet sind.

In diesen Rillen 15 ist ein Verriegelungskabel 16 aufgenommen, das in einer Ebene quer zur Achse Z-Z ganz allgemein eine Rundschleife ausbildet.

Die Rinnen 14 sind an den freien Enden von flexiblen Zungen bzw. Blättern 17 angebracht, die im wesentlichen parallel zur Achse Z-Z ausgerichtet und an ihren anderen Enden 17 A am Stator 2 befestigt sind.

Die einzelnen Stützflächen 13 sind bevorzugt in der Nähe der Stelle vorgesehen, an der die Rinnen 14 in die Zungen 17 übergehen.

ln ihrem freien, unbelasteten Zustand weisen die Zungen 17 eine Ausrichtung relativ zur Achse Z-Z in den diese Achse enthaltenden Ebenen derart auf, daß sie normalerweise radial vom Rotor 1 abstehen und sich die einzelnen Stützflächen 13 in einem radialen Abstand von der Stützfläche 12 des Rotors 1 befinden. In dieser Stellung ist der Rotor 1 relativ zum Stator 2 mechanisch völlig frei.

Im Verriegelungszustand sind die Zungen 17 radial zur Achse Z-Z hin unter Einwirkung des Kabels 16 entgegen ihrer eigenen Elastizität ver­ bogen. Die Zungen 17 bilden damit für den Fall der Entriegelung elastische Rückstellorgane für die Stützflächen 13 aus.

Bevorzugt sind die Lamellen 17 in ihrem freien, unbelasteten Zustand um einen Winkel α in der Größenordnung von einigen Grad (bevorzugt z.B. von 5°) angestellt, wobei dieser Anstellwinkel in der Verriegelungsstellung verschwindet (vgl. Fig. 7 und 8).

In Fig. 3 sind die biegsamen Zungen 17 in einer Seitenansicht dargestellt. Dabei ist wenigstens ein Draht 18 im Vorsprung der Zunge 17 vorgesehen, um das Kabel 16 in der Rille 15 zu halten.

Bevorzugt sind ferner Bohrungen 19 in diesen Zungen 17 angebracht, wodurch, wie dies noch weiter unten ausgeführt wird, einige der Zungen als Stützglieder für einen Spanner 20 oder für eine Kabeltrenneinrichtung 21 dienen können.

Weiterhin sind auch noch Bohrungen 22 vorgesehen, um die Zungen 17 am Stator 2 befestigen zu können, was durch alle hierfür geeigneten Mittel geschehen kann.

Die Zungen 17 bestehen bevorzugt aus Kohlenstoff bzw. einem Kohlen­ stoffaser-Verbundwerkstoff, was ihnen ein sehr geringes Gewicht und eine vorzügliche Elastizität verleiht. Dadurch nehmen die Zungen 17, selbst wenn sie sich über lange Zeit hinweg in abgebogener Stellung befunden haben, ihre Gleichgewichtslage (Ausgangsposition) im freien Zustand wieder ein, was ein zuverlässiges Entriegeln des Rotors 2 gewährleistet.

Besonders bevorzugt sind die einzelnen Stützflächen 13 mit einer Schutzschicht aus einem thermostabilen, nicht entflammbaren Polyimid, wie dieses z.B. im Handel unter der Bezeichnung′′Kapton′′ erhältlich ist, versehen, um einen durch Reibung bedingten Abrieb des Kohlenstoffs unter der Einwirkung von Schwingungen und Vibrationen zu vermeiden, wie sie beim Start eines Satelliten auftreten.

Auf der in Rede stehenden Stützfläche 12 wird bevorzugt eine Ober­ flächenbehandlung der Art vorgenommen, die zum Aufbringen einer reibmindernden Schicht, bevorzugt auf der Basis von PTFE, führt ("Micro­ flonierung").

Der Draht 16 wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel von zwei Abschnitten 16 A und 16 B gebildet, deren jeder, über seine Länge gesehen, einen halben Umlaufdurchmesser ausbildet und die an ihren Enden angefalzte Kugeln 25 aufweisen. Diese beiden Kabelabschnitte 16 A, 16 B sind infolge der Kugeln 25 Ende an Ende über zwei einander diametral gegenüberliegende Einrichtungen 20 und 26 aneinander befestigt, von denen zumindest eine, hier die Einrichtung 20, ein Spannglied ausbildet, dessen Aufbau im einzelnen in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist.

Der Spanner 20 wird von einer flexiblen Zunge 17 getragen und setzt sich zusammen aus einem Spannkompaß, der aus zwei Hebeln 27 und 28 gebildet wird, die auf der Zunge 17 senkrecht zur Achse Z-Z auf Zapfen 27 A und 27 B verschwenkbar gelagert sind, wobei diese Zapfen in den weiter oben bereits genannten Bohrungen 19 aufgenommen sind. Der Öffnungswinkel dieses Spannkompasses ist mittels einer Schraube 29 einstellbar, die an einem seiner beiden Arme befestigt ist und mit einer an seinem anderen Arm angebrachten Mutter 30 zusammenwirkt. Die Schraube 29 und die Mutter 30 sind fest mit Kugeln 31 verbunden, die eine freie Winkellage zwischen ihnen und den zugeordneten Armen des Spanners zulassen. An den Enden dieser Arme sind Halteaufnahmen 32 für die Kugelenden 25 der Kabelabschnitte 16 A und 16 B vorgesehen. Aus Gewichtsgründen bestehen die Arme bevorzugt aus Titan.

Die Einrichtung 26 ist vorteilhafterweise als Spanneinrichtung gleicher Art wie das Teil 20 ausgeführt. In einer nicht dargestellten Abwandlung wird ein einfaches Verbindungsglied eingesetzt, das am Stator befestigt und mit Halteaufnahmen für die Kugeln 25 versehen ist.

Zwischen den Einrichtungen 20 und 26, die einander diametral gegenüber­ liegen, sind zwei Kabelschneider 21 und 33 angeordnet, die ebenfalls einander direkt gegenüberliegen.

Die Einrichtung 21 ist auf einer flexiblen Zunge 17 befestigt und weist einen Träger 34 aus einer Leichtmetallegierung auf, der mit einer Rille 35 zur Aufnahme des Kabels versehen sowie bevorzugt mit Rückhaltefäden bzw. Rückhaltedrähten 36 für das Kabel ausgestattet ist. Am Träger 34 ist ein Kabelschneider 37 eines beliebigen bekannten und geeigneten Typs befestigt, z.B. ein solcher, der pyrotechnisch betätigt werden kann.

Um nach dem Abschneiden ein unkontrolliertes Herausrutschen des Kabels vermeiden zu können, wird bevorzugt beidseits der Schnittzone eine Halteschleife 38 mittels Ringen 39 an ihm befestigt, welche die Ent­ spannung des betrachteten Kabelabschnitts zuläßt, die für das Freigeben der Verriegelung als erforderlich angesehen wird. Bevorzugt wird auch die Einrichtung 33 in völlig gleicher Art ausgebildet.

Bei Betrieb wird zum Verriegeln der Rotor 1 axial in Anlage gegen den Stator 2 gedrückt, wobei die Verriegelungsschraube(n) 29 mit dem nötigen Moment angezogen wird (werden).

Zum Entriegeln können die Schrauben 29 manuell geöffnet werden. Im Weltraum allerdings betätigt man die beiden Einrichtungen 21 und 23 gemeinsam, wodurch das Kabel entspannt wird.

Es versteht sich von selbst, daß die vorstehende Beschreibung nur einzelne Beispiele für die Erfindung wiedergibt, die keine Beschränkung darstellen sollen, und daß es eine Vielzahl weiterer Abwandlungs­ möglichkeiten im Rahmen der Erfindung gibt, die dem Fachmann bekannt sind.

So kann etwa ein einziges durchgehendes Kabel eingesetzt werden, wobei die Einrichtung 26 als einfaches Vorgelege dient; auf diese Weise kann erreicht werden, daß die Spannung des Kabels gleichmäßig über dessen gesamte Länge abgebaut werden kann, selbst wenn eine der beiden Ein­ richtungen 21 bzw. 33 nicht funktionieren sollte.

Weiterhin können die Schneideinrichtungen durch Vorrichtungen ersetzt werden, die ein lokales Entweichen bzw. Ausweichen des Kabels außerhalb seiner Rinne auslösen. Dabei können in diesem Fall sogar noch die Spanner entfallen, soferne das Kabel über eine entsprechende Verbindung in sich selbst geschlossen ausgeführt ist.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum zeitweisen Verriegeln eines Rotors auf einem Stator, wobei der Rotor bei seiner Drehung mittels elektromagnetischer Lager geführt wird und auf ihm nahe an seinem Umfang eine konisch ausgebildete Rotorstützfläche angebracht ist, die unter Wirkung eines Spannkabels axial gegen eine konisch-komplementär am Stator ausgebildete Stützfläche anlegbar ist, wobei das Spannkabel mittels einer Entriegelungseinrichtung entspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (16) eine Ringschleife ausbildet, die in einer Querebene liegt und mittels derer radial auf eine Vielzahl von radial beweglichen, am Stator (2) befestigten Einzelstützflächen (13) derart einwirkbar ist, daß diese entgegen der Wirkung elastischer Rückstellorgane (17) beim Anlegen an eine in gleicher Weise am Umfang des Rotors (2) ausgebildete zweite Stützfläche (12) in einer dem axialen Anlagedruck, der von der konischen Stator-Stützfläche (11) auf die konische Rotor-Stützfläche (10) ausgeübt wird, entgegengesetzten Richtung beaufschlagt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelstützflächen (13) an den freien Enden elastischer Zungen (17) ausgebildet sind, die im wesentlichen parallel zur Drehachse (Z-Z) des Rotors (1) ausgerichtet und an ihren anderen Enden am Stator (2) derart befestigt sind, daß sie in ihrer Ruhestellung einen radialen Abstand zum Rotor (1) einnehmen, wodurch sie die elastischen Rückstellorgane (17) ausbilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelstützflächen (13) am Übergang von Rillen (15), die das Kabel (16) aufnehmen, zu den flexiblen Zungen (17) ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (17) aus Kohlenstoff-Fasern bestehen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Einzelstützflächen (13) und die komplementäre Stützfläche (12) des Rotors (1) zu einer Querebene so geneigt sind, daß eine umso bessere Verriegelung des Rotors (1) erreicht wird, je größer die Spannung des Kabels (16) ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungseinrichtung zwei Schneideinrich­ tungen (21, 33) für das Kabel (16) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halteschlaufe (38) am Kabel (16) beidseits dessen Schneidezone befestigt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spanner (20, 26) dem Kabel (16) zugeordnet ist, der von zwei um am Stator (2) befestigte Achsen verschwenkbaren, zueinander parallelen und zur Rotationsachse (Z-Z) des Rotors (1) senkrecht angebrachten Armen (27, 28) gebildet wird, die gemeinsam insgesamt parallel zur Rotationsachse (Z-Z) einen Kompaß (20) mit einer Winkelöffnung ausbilden, die über ein Schrauben/Muttern-System (29, 30) einstellbar ist, wobei die beiden Enden des Kabels (16) an den freien Enden der Arme (27, 28) des Kompasses (20) befestigt sind.

9. Anwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur zeitweisen Verriegelung eines Schwungrades an Bord eines Satelliten.