DE3934381A1

DE3934381A1 - Anordnung zur lagerung eines optischen spiegels

Info

Publication number: DE3934381A1
Application number: DE3934381A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl Ing Hoffmann; Wolfgang Dipl Ing Scholl
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1989-10-14
Filing date: 1989-10-14
Publication date: 1991-04-18

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lagerung eines für die Umlenkung von optischen Strahlen vorgesehenen Spiegels, der sich auf einem Auflagekörper befindet, welcher in einem Tragrahmen mittels elastischer Speichen um eine parallel zur Spiegelfläche verlaufende Achse kippbar aufgehängt ist, wobei die Speichen einerseits am Auflagekörper und andererseits am Tragrahmen fixiert sind.

In der Raumfahrttechnik werden Anordnungen dieser Art z. B. zur Satelliten kommunikation mittels Laserstrahlen verwendet, um den Laserstrahl genau zum Empfänger zu lenken.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Lagerung eines Spiegels mit den Merkmalen des Patentanspuchs 1 hat den Vorteil, daß der Spiegel in einer exakten Position ge halten wird und daß eine Kippbewegung um eine definierte Achse möglich ist. Aus den Unteransprüchen gehen vorteilhafte Ausbildungen der im Anspruch 1 angegebe nen Anordnung hervor. Besonders vorteilhaft ist die Fixierung der Speichen über Quasigelenke. Denn dadurch läßt sich eine geringere Drehsteifigkeit und ein größerer Kippwinkel des Spiegels erreichen.

Zeichnung

Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird nun die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Darstellung einer Anordnung zur Lagerung eines optischen Spiegels,

Fig. 2 die Aufhängung eines Tragkörpers für den Spiegel durch drei Speichen in einem Tragrahmen,

Fig. 3 die Aufhängung des Quflagekörpers durch vier Speichen,

Fig. 4 die Fixierung, der Speichen am Auflagekörper bzw. am Tragrahmen durch Quasigelenke und

Fig. 5 die Anordnung gemäß Fig. 4 nach einer Kippung des Auflagekörpers für den Spiegel.

Die Fig. 1 zeigt einen Tragrahmen 1, in dem ein langgestrecker Auflagekörper 2 an seinen beiden Enden mittels Speichen 3, 4, 5 und 8, 7, 8 aufgehängt ist. Auf dem Auflagekörper 2 ist ein Spiegel 9 angeordnet, der um eine parallel zu der Spiegeloberfläche verlaufenden Achse kippbar sein soll. Da die Speichen 3, 4, 5 und 6, 7, 8, an denen der Tragkörper 2 des Spiegels 9 in dem Tragrahmen 1 aufge hängt ist, elastisch sind, ist eine Kippung des Auflagekörpers um eine in Längs richtung des Tragkörpers 2 verlaufende Achse möglich.

Abweichend von der in Fig. 1 gezeigten zweiseitigen Aufhängung eines langge streckten Auflagekörpers kann auch ein kurzer Auflagekörper verwendet werden, der nur in einer Ebene in einem Tragrahmen mittels Speichen aufgehängt ist.

Bei dem der Fig. 1 zu entnehmenden Ausführungsbeispiel ist der Auflagekörper 2 mit drei Speichen 3, 4, 5 bzw. 6, 7, 8 in dem Tragrahmen 1 aufgehängt. Dabei sind zwei Speichen 3, 4 bzw. 6, 7 so am Auflagekörper 2 und am Tragrahmen fixiert, daß sie in entgegengesetzte Richtungen verlaufen. Die dritte Speiche 5 bzw. 8 ist rechtwinklig zu den anderen beiden Speichen 3, 4 bzw. 6, 7 angeord net. Ein durch die Verkippung hervorgerufener radialer Versatz des Auflage körpers 2 in Richtung der dritten Speiche 5 bzw. 8 wird dadurch vermieden, daß man - wie die Fig. 2 verdeutlicht - den Auflagekörper 2 in dem Tragrahmen 1 mit drei Speichen 10, 11, 12 aufhängt, die in drei um 120° gegeneinander verdrehte Richtungen verlaufen. Eine weitere Verbesserung der radialen Lagestabilität des Auflagekörpers 2 läßt sich dadurch erreichen, daß der Auflagekörper 2 mit vier Speichen 13, 14, 15, 16 in dem Tragrahmen 1 aufgehängt wird, wobei jeweils zwei Speichen in einander entgegengesetzte Richtungen verlaufen (Vgl. Fig. 3).

Die Speichenaufhängung soll, wie zuvor dargelegt, den Auflagekörper 2 gegen Aus lenkungen in radialer Richtung zu seiner Kippachse, die in den Fig. 2, 3, 4 und 5 in der Zeichenebene verläuft, möglichst gut sichern. Allerdings sollten die Speichen eine Drehbewegung des Auflagekörpers 2 um seine Kippachse zulassen und bei der Verdrehung nur einen geringen Widerstand bilden. Die Drehsteifigkeit läßt sich dadurch vermindern, daß - wie in Fig. 4 dargestellt - die Speichen 17, 18, 19 über sogenannte Quasigelenke am Rahmen 1 und/oder am Auflagekörper 2 fixiert sind.

Die Fig. 4 zeigt, daß alle drei Speichen 17, 18 und 19 über ein Quasigelenk mit dem Tragrahmen 1 verbunden sind. Am Beispiel der Speiche 18 ist dargestellt, wie die Speichen auch am Auflagekörper 2 über ein Quasigelenk fixiert werden können. Die im Ausführungsbeispiel verwendeten Quasigelenke sind in der Weise ausgebil det, daß sich das dem Tragrahmen 1 bzw. dem Auflagekörper 2 jeweils zugewandte Speichenende in zwei parallele elastische Federarme 20 und 21 verzweigt, und die Enden dieser Federarme 20 und 21 am Tragrahmen 1 bzw. am Auflagekörper 2 fixiert sind. Die Fig. 5 verdeutlicht die Durchbiegung der Speichen 17, 18, 19 und der Federarme 20, 21, der an den Speichenenden vorhandenen Quasigelenke bei einer Verdrehung des Auflagekörpers 2 um seine Kippachse.

Die gezeigten Quasigelenke verhindern das Auftreten von Spannungskonzentrationen an den Verbindungsstellen der Speichen mit dem Auflagekörper 2 bzw. dem Tragrah men 1.

Claims

1. Anordnung zur Lagerung eines für die Umlenkung von optischen Strahlen vorge sehenen Spiegels (9), der sich auf einem Auflagekörper (2) befindet, welcher in einem Tragrahmen (1) mittels elastischer Speichen (3 bis 8 und 10 bis 19) um eine parallel zur Spiegelfläche verlaufende Achse kippbar aufgehängt ist, wobei die Speichen (3 bis 8 und 10 bis 19) einerseits am Auflagekörper (2) und andererseits am Tragrahmen (1) fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagekörper (2) mit mindestens drei Speichen (3 bis 8 und 10 bis 19) im Tragrahmen (1) aufgehängt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei von drei Spei chen (3 bis 8 und 17 bis 19) in entgegengesetzte Richtungen verlaufend am Auflagekörper (2) und am Tragrahmen (1) fixiert sind und daß die dritte Speiche (5, 8, 19) rechtwinklig zu den anderen beiden Speichen (3, 4, 6, 7, 17, 18) angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Speichen (10, 11, 12) so am Auflagekörper (2) und am Tragrahmen (1) fixiert sind, daß sie in drei um 120° gegeneinander verdrehte Richtungen verlaufen.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von vier Speichen (13 bis 16) jeweils zwei in entgegengesetzte Richtungen verlaufend am Auflagekörper (2) und am Tragrahmen (1) fixiert sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (17, 18, 19) am Tragrahmen (1) und/oder am Auflagekörper (2) über Quasigelenke (20, 21) fixiert sind.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Quasige lenk an einer Speiche (17, 18, 19) in der Weise ausgebildet ist, daß sich das dem Tragrahmen (1) bzw. dem Auflagekörper (2) zugewandte Speichenende in zwei parallele elastische Federarme (20, 21) verzweigt und die Enden der Federarme (20, 21) am Tragrahmen (1) bzw. am Auflagekörper (2) fixiert sind.