DE4131861A1 - Traggestell einer achsensymmetrischen einrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Traggestell einer achsensymmetrischen Einrichtung, insbesondere einer Einrichtung für elektromagnetische Strahlen, wobei das Traggestell eine auf einem feststehenden Teil um eine vertikale Achse (Azimutachse) drehbare untere Hauptstützanordnung und eine um eine weitere Achse, die unter einem spitzen Winkel gegen die vertikale Achse verläuft, drehbare Trageinheit aufweist, die Achse der Einrichtungen mit der weiteren Achse einen spitzen Winkel bildet und die achsensymmetrische Einrichtung mit der Trageinheit fest verbunden ist. Achsensymmetrische Einrichtung sind bevorzugt rotationssymmetrisch, können aber auch prismatisch (z. B. mit sechseckigem Querschnitt) ausgebildet sein.

Einrichtungen für elektromagnetische Strahlen sind u. a. Sender, Empfänger, Teleskope, Reflektoren, insbesondere Parabolreflektoren und/oder dergleichen für sichtbare elektromagnetische Strahlen (Licht, Laser) und unsichtbare elektromagnetische Strahlen (Radiowellen). Ist das Traggestell für mehrere Einrichtungen, z. B. Empfänger bzw. Sender und Reflektor, mit unterschiedlichen Rotationsachsen vorgesehen, dann gelten die nachfolgenden Ausführungen und die beanspruchten Merkmale für die massenmäßig größere bzw. größte Einrichtung. Für die Hauptstützanordnung sind insbesondere auch die Bezeichnungen Azimutteil und Azimutgerüst geläufig.

Ein gattungsgemäßes Traggestell ist aus der DE- AS 15 41 611 (Fig. 1 bis 3) bekannt. Bei dem bekannten Traggestell sind die hochfrequenztechnischen Einrichtungen wie Sender bzw. Empfänger von dem rotationssymmetrischen Parabolreflektor getrennt auf einem feststehenden Sockel (Fundament) angeordnet und durch eine Hornparabolantenne über Drehlager bzw. Drehkupplungen miteinander verbunden. Der gesamte Raum um den Speisungstrichter der Hornparabolantenne ist von der für die Azimuteinstellung verantwortlichen Konstruktion (Hauptstützanordnung bzw. Azimutteil) windschnittig umschlossen. Das Azimutteil und die darauf um die weitere Drehachse drehbare Reflektortrageinheit bilden an einer Stelle der Außenseite eine konkave Ecke. Bei feuchtem und sehr kaltem Wetter besteht insbesondere bei hohen Windgeschwindigkeiten an dieser Stelle die Gefahr einer Eisbildung. Es können sich Eisbrücken oder -verbindungen zwischen den beiden sich relativ zueinander bewegbaren Teilen des Traggestells ausbilden und ein Bewegen der Trageinheit und des Reflektors zumindest stark behindern. Soweit die hochfrequenztechnischen Einrichtungen unmittelbar an der Rückseite des Reflektors angeordnet sind, ist auch ihr Erreichen z. B. zu ihrer Wartung bei eisigem Wetter unzumutbar und gefährlich. Als weiterer Nachteil ergibt sich, daß sich die unsymmetrische Reflektorabstützung ungünstig auf die Konturgenauigkeit des Reflektors auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Traggestell der eingangs genannten Art mit verbesserten Einsatzmöglichkeiten bei Klima- bzw. Wetterbedingungen mit der Gefahr von Eisbildung zu schaffen, wie sie insbesondere in der Arktis bzw. Antarktis vorherrschen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hauptstützanordnung und die Trageinheit mit ihren Außenseiten die Form eines auch den größten Durchmesser erfassenden Kugelabschnitts, zumindest aber einer entsprechenden Kugelzone bilden und daß die gemeinsame Trennlinie zwischen beiden Teilen auf dem Kugelabschnitt bzw. der Kugelzone liegt und die an sie angrenzenden Flächenteile einheitlich konvex ausgebildet sind.

Eine die Bewegung der Trageinheit gegenüber der Hauptstützanordnung hindernde Eisbildung kann nur noch über die gemeinsame Trennlinie von der Oberfläche des einen Teils auf die Oberfläche des anderen Teils erfolgen. Durch die Anordnung der Trennlinie auf einer Kugelschalenform sind die rechts und links von bzw. über und unter der Trennlinie angeordneten, zueinander benachbarten Flächenteile des Azimutteils und der Trageinheit je für sich und insgesamt konvex ausgebildet. Gegenüber konkaven Ecken üben die nach der Erfindung vorgesehenen gleichmäßig gewölbten Flächen im Hinblick auf eine Eisbildung eine weitgehend hemmende Wirkung aus.

Das kugelförmige Traggestell dient gleichzeitig als umfassender Witterungsschutz des gesamten eingeschlossenen Innenraums. Im Falle eines von der oberen Trageinheit getragenen Parabolreflektors können die hochfrequenztechnischen Einrichtungen für elektromagnetische Strahlen selbst dann, wenn sie unmittelbar am Reflektor bzw. dessen Rückseite angeordnet sind, in dem von der Kugelschalenform gebildeten Hohlraum wettergeschützt untergebracht und frei von Witterungseinflüssen gewartet werden.

Die Kugelschalenform ist zudem aerodynamisch sehr günstig, so daß der Windeinfluß auf das Traggestell und damit auf die Genauigkeit bei der Einhaltung der Position der Achse der achsensymmetrischen Einrichtung weitgehend vernachlässigbar ist. Außerdem besteht eine ideale Krafteinleitung in die kreisrunden Lagerstellen, da jeder Schnitt durch die Kugel einen Kreis ergibt. In Verbindung mit der ohnehin aus statischen Gesichtspunkten günstigen Kugelform ergibt dies eine sehr steife Konstruktion mit hoher Eigenfrequenz und geringer Verformung und ermöglicht so eine hohe Präzision (Richtgenauigkeit) beim Halten und Bewegen der Einrichtung. Die Kugelschalenform ist aber nicht nur aus statischen Gesichtspunkten sehr günstig. Die Teile des Traggestells (Azimutteil und Trageinheit) lassen sich aufgrund ihrer rotationssymmetrischen Form zudem rationell und damit kostengünstig herstellen.

Die achsensymmetrische Einrichtung ist vorteilhafterweise unmittelbar mit der kugelschalenförmigen Trageinheit verbunden. Bei rotationssymmetrischen Einrichtungen entsteht durch die kreisrunde Anschlußfläche eine gleichmäßige optimale und steife Abstützung der Einrichtung. Das ist besonders wichtig, wenn mit dem Traggestell Antennenreflektoren bewegt und ausgerichtet werden sollen. So können die Verformungen des Antennenreflektors klein gehalten werden, wodurch die Konturgenauigkeit wesentlich gesteigert werden kann.

Wenn - als Beispiel für eine zu tragende Einrichtung - ein Reflektor in seiner obersten Stellung ist, befinden sich die vertikale Achse, die weitere Achse und die Reflektorachse in einer Ebene. Der von der weiteren Achse und der vertikalen Achse (Azimutachse) eingeschlossene spitze Winkel liegt in einem Bereich von 30 bis 60° und beträgt vorzugsweise 47°. Wenn man den Winkel zwischen der Reflektorachse und der weiteren Achse und den Winkel zwischen der weiteren Achse und der senkrechten Azimutachse gleich groß macht, verläuft die Reflektorachse in der genannten Stellung, in der sich die Reflektorachse, die weitere Achse und die senkrechte Azimutachse in einer gemeinsamen (geometrischen) Ebene befinden, koaxial mit der Azimutachse oder parallel dazu und ist auf den Zenit gerichtet. Es handelt sich hierbei um eine Universalantenne, bei der die Reflektorachse auf jeden Punkt des Himmels ausgerichtet werden kann.

Die Trageinheit des Traggestells ist vorzugsweise so ausgebildet, daß der Reflektor von der weiteren Achse, der Drehachse der Trageinheit divergiert bzw. wegweist. Dabei ist die um die weitere Achse drehbare Trageinheit vorzugsweise auf einem Drehkranz gelagert, der im wesentlichen in der Höhe der Ebene der gemeinsamen Trennlinie unterhalb des Reflektors liegt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Traggestell für eine Universalantenne mit einem axial versetzten Rotations-Parabolreflektor und

Fig. 2 das im wesentlichen selbe Traggestell mit einem optischen Teleskop.

Das auch als Montierung bezeichnete Traggestell 1 für einen rotationssymmetrischen Parabolreflektor 2 besteht im wesentlichen aus einer auch als Azimutteil bezeichneten Hauptstützanordnung 3 und einer eigentlichen Reflektor-Trageinheit 4 (im folgenden auch nur kurz Trageinheit genannt).

Die Hauptstützanordnung 3 weist einen unteren zylindrischen Teil 5 und einen auf diesem befindlichen und fest mit ihm verbundenen halbkugelförmigen oberen Teil 6 auf. Die Hauptstützanordnung 3 ist auf einem auf einem feststehenden Gehäuse 7 (Sockel, Fundament) angeordneten Drehkranz 8 um eine vertikale Achse, die sog. Azimutachse 9, drehbar gelagert. Zum Drehen der Hauptstützanordnung 3 ist ein im Gehäuse 7 angeordneter stationärer Antrieb 10 vorgesehen, der mit einem Ritzel 11 in einen in der Hauptstützanordnung 3 angeordneten Zahnkranz 12 eingreift.

Der halbkugelförmige obere Teil 6 weist einen Rand 13 auf, der etwa auf einer zentrischen Schnittfläche einer entsprechenden Kugel liegt. Die durch den Rand 13 gedachte (geometrische) Fläche ist um einen Winkel α 47° (alternativ: 45°) gegen eine Horizontale 14 geneigt. In der durch den Rand 13 gegebenen Fläche oder in geringem Abstand parallel dazu ist ein Drehkranz 15 montiert. Die Mittelsenkrechte bzw. Drehachse 16 des Drehkranzes 15 ist um den gleichen Winkel α = 47° (alternativ: 45°) gegen die Azimutachse 9 geneigt.

Auf dem Drehkranz 15 an dem halbkugelförmigen Teil 6 ist die eigentliche Trageinheit 4 für den Reflektor 2 um die Achse 16 drehbar und gegen das obere Teil 6 der Hauptstützanordnung 3 abgedichtet gelagert. Zum Drehen der Trageinheit 4 ist ein in dem halbkugelförmigen Teil 6 angeordneter Antrieb 18 vorgesehen, der mit einem Ritzel 19 in einen in der Trageinheit 4 angeordneten Zahnkranz 20 eingreift.

Abweichend von der beschriebenen Ausführungsform können die Antriebe 10, 18 mit den Ritzeln 11 bzw. 19 natürlich auch in der Hauptstützanordnung 3 bzw. in der Trageinheit 4 und die Zahnkränze 12, 20 im Gehäuse 7 bzw. in der Hauptstützanordnung 3 angeordnet sein.

Der Reflektor 2 selbst ist auf der Trageinheit 4 derart befestigt, daß seine Achse 21 - gemeint ist damit der aus dem Reflektor 2 herausweisende Teil der Achse - mit der Achse 16 des Drehkranzes 15 bzw. der Trageinheit 4 einen spitzen Winkel β einschließt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel β auch 47° (alternativ: 45°). Die Achse 21 ist demgemäß, wenn alle Achsen 9, 16, 21 in einer Ebene sind, d. h. der Reflektor 2 nach oben weist, parallel zur Azimutachse 9 in den Zenit gerichtet.

Der Reflektor 2 wird durch seine Tragstruktur 22 stabilisiert und weist wie bekannt einen von Stützbeinen 23 zentrisch gehaltenen Subreflektor 24 auf. Auf der Rückseite der Reflektorfläche sind hochfrequenztechnische Einrichtungen 25 (Sender, Empfänger, Verstärker usw.) untergebracht, die durch den durch das Gehäuse 7, die Hauptstützanordnung 3 und die Trageinheit 4 gebildeten Innenraum sowie durch die Drehkränze 8, 15 hindurch zugänglich sind.

Der die Hauptstützanordnung 3 tragende Drehkranz 8 und der die Trageinheit 4 tragende Drehkranz 15 sowie die Antriebe 10 und 18 können - entgegen der Darstellung in Fig. 1 - auch von gleichem Aufbau und gleichen Abmessungen sein.

Wenn der Reflektor 2 in seiner obersten Stellung steht, weist seine Achse 21 in den Zenit. Nach Drehen der Trageinheit 4 um die Achse 16 um einen Drehwinkel von überschläglich 150° (bei α = β =47° bzw. alternativ von 180° bei α = β = 45°) weist die Reflektorachse 21 waagerecht zum Horizont. Bei einem Traggestell mit den Winkeln α = β = 47° ist die Reflektorachse 21 nach einer Drehung der Trageinheit 4 um 180° um 4° vom Horizont nach unten geneigt. Durch zusätzliches Drehen der Hauptstützanordnung 3 um bis zu 360° kann die Reflektorachse auf jeden Punkt am Himmel ausgerichtet werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 dient das Traggestell 1′ mit seiner Trageinheit 4′ zur Aufnahme eines optischen Teleskops 26. Das Traggestell 1′ ist - mit der einzigen, aber geringfügigen Abweichung bei der Aufnahme in der Trageinheit 4′ - baugleich mit dem Traggestell 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Gleiche Teile sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.

Das Teleskop 26 ist unmittelbar mit der Kugelschalenform der Trageinheit 4′ verbunden und bildet an der Außenseite eine glatte Oberfläche ohne Vertiefungen oder Vorsprünge. Der rückwärtige Teil der Achse 27 des Teleskops 26 ist auf den Schnittpunkt der Azimutachse 9 und der weiteren Drehachse 16 gerichtet. Der Winkel β′ ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eines Universalgerätes, bei dem jeder Punkt des Himmels erreicht werden soll, gleich dem Winkel α (oder größer), also β 47° (alternativ: 45°).

Claims (7)

1. Traggestell einer achsensymmetrischen Einrichtung, insbesondere einer Einrichtung für elektromagnetische Strahlen,
wobei das Traggestell eine auf einem feststehenden Teil um eine vertikale Achse (Azimutachse) drehbare untere Hauptstützanordnung und eine um eine weitere Achse, die unter einem spitzen Winkel gegen die vertikale Achse verläuft, drehbare Trageinheit aufweist,
die Achse der Einrichtung mit der weiteren Achse einen spitzen Winkel bildet, und
die achsensymmetrische Einrichtung mit der Trageinheit fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hauptstützanordnung (3) und die Trageinheit (4, 4′) mit ihren Außenseiten die Form eines auch den größten Durchmesser erfassenden Kugelabschnitts, zumindest aber einer entsprechenden Kugelzone bilden und
daß die gemeinsame Trennlinie (13) zwischen den beiden Teilen (3, 4 bzw. 4′) auf dem Kugelabschnitt bzw. der Kugelzone liegt und die an sie angrenzenden Flächenteile einheitlich konvex ausgebildet sind.

2. Traggestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die gemeinsame Trennlinie (13) zwischen der Hauptstützanordnung (3) und der Trageinheit (4, 4′) im Bereich des größten Kugeldurchmessers liegt.

3. Traggestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die achsensymmetrische Einrichtung (2/25, 26) unmittelbar mit der kugelschalenförmigen Trageinheit (4, 4′) verbunden ist.

4. Traggestell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die um die weitere Achse (16) drehbare Trageinheit (4, 4′) auf einem Drehkranz (15) gelagert ist, der im wesentlichen in Höhe der Ebene der gemeinsamen Trennlinie (13) liegt.

5. Traggestell nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von der weiteren Achse (16) und der vertikalen Achse (9) eingeschlossene spitze Winkel (α) 30 bis 60°, vorzugsweise 47° beträgt.

6. Traggestell nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der von der weiteren Achse (16) und der Achse (21, 27) der rotationssymmetrischen Einrichtung (2 und 25, 26) gebildete Winkel (β, β′) gleich dem von der vertikalen Achse (9) und der weiteren Achse (16) gebildeten Winkel (α ) ist.

7. Traggestell nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der achsensymmetrischen Einrichtung (2 und 25, 26) herausweisende Teil ihrer Achse (21, 27) von der weiteren Achse (16) divergiert.