NL8400362A - Inrichting voor het vasthouden of vrijgeven van zonnepanelen van een ruimtevaartuig. - Google Patents

Description

N.0. 32272 1

Inrichting voor het vasthouden of vrijgeven van zonnepanelen van een ruimtevaartuig.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het vasthouden of vrijgeven van een aantal op een onderkonstruktie gestapelde panelen, zoals onderling scharnierend zigzagvormig verbonden zonnepanelen bij een ruimtevaartuig.

5 Eet was tot nu toe bekend bij ruimtevaartuigen, voorzien van scharnierend aaneengeschakelde zonnepanelen, neerhouders te gebruiken om de panelen gedurende het transport naaf de ruimte tegen een wand van het ruimtevaartuig geklemd te houden om ervoor te zorgen dat de tijdens het transport optredende versnellingskrachten en trillingen niet leiden 10 tot ontoelaatbare bewegingen tussen de panelen of trillingen in de pa- i nelen waardoor schade zou kunnen ontstaan.

Op zichzelf zijn neerhouders voor zonnepanelen bekend, bijvoorbeeld uit de Nederlandse ter inzage gelegde octrooiaanvrage 82.00800. Deze bekende neerhouder is bestemd om aan te grijpen op de rand van een 15 stapel panelen, waarbij de stapel door een aantal van deze neerhouders, verdeeld langs de omtrek, tegen de onderkonstruktie wordt vastgeklemd. Daarmee worden echter niet de trillingen onderdrukt, die in het vlak van het paneel tijdens het transport kunnen optreden, welke trillingen er enerzijds toe kunnen leiden dat de zonnecellen van aangrenzende pa-20 nelen elkaar zouden kunnen raken of ook kunnen leiden tot structurele beschadiging van de panelen. Om die ongewenste bewegingen te vermijden kunnen veelal behalve op de randen van de panelen een aantal aparte konstruktie elementen in het vlak in het zonnepaneel ingebouwd worden, zodat de aangrenzende panelen aldaar enigszins onderling verbonden 25 zijn.

De uitvinding heeft nu ten doel om de inrichting voor het vasthouden of vrijgeven van de panelen dusdanig uit te voeren en een zodanige plaats in de panelen te geven, dat in de vasthoudende situatie de eigen frequentie van de panelen, gelet op ontwerpkriteria met betrekking tot 30 de gewenste eigen frequenties van de diverse onderdelen van de satelliet, voldoende groot is, alsook dat een paneel via de punten die nu als vasthoudpunten gaan fuctioneren minder in trilling wordt gebracht, terwijl verder geprofiteerd worden kan van de grotere vrijheid (dan bij vasthouden uitsluitend op de paneelranden) in de keuze van de posities 35 van de punten waar de panelen worden vastgehouden.

Aan deze doelstelling wordt bij een inrichting van in de aanhef genoemde soort voldaan, doordat de panelen elk voorzien zijn van een 8400352 * Λ· 'i 2 aantal openlngen op afstand van de rand en omgeven of vrijwel omgeven door zonnecellen van de panelen, welke openlngen In de stapel panelen een aantal kanalen definiëren waar doorheen per kanaal een of meer neerhouders verlopen die aan een zijde bevestigd zijn aan de onderkon-5 struktie en aan de andere zijde aangrijpen op en of meer van de panelen.

Vasthouden van alle panelen in de opgevouwen toestand is in een aantal gevallen alleen nodig tijdens het transport van de satelliet naar zijn positie in de ruimte. Aldaar aangekomen kan bijvoorbeeld tij-10 delijk één of meer panelen worden ontplooid en de overige worden vastgehouden. Het kan ook zijn dat alle panelen tegelijk worden ontvouwen. Voor deze gevallen kan bijvoorbeeld een inrichting worden toegepast, waar de octrooiaanvraag OA 83.00788 betrekking op heeft. De opgevouwen konstruktie wordt vastgehouden door een systeem van verbindingselemen-15 ten in de vorm van door veerkracht gespannen draden of kabels tussen een vast punt op de onderkonstruktie en één of meer panelen. Bij verbreking van draden of kabels in een vooraf bepaalde volgorde is het mogelijk één of meer zonnepanelen te ontvouwen.

Wederom opvouwen en opnieuw vasthouden zal ook voorkomen dankzij 20 de opkomst van transportmiddelen die geschikt zijn voor het terughalen van ruimtevaartuigen en satellieten uit de ruimte zoals de Space Shuttle. Een probleem dat bij dergelijke systemen kan optreden ontstaat in de laatste fase van de inklappende beweging waarin de panelen nagenoeg de direct tegen elkaar aan liggende toestand hebben bereikt. In veel 25 gevallen zijn de bewegingsmechanismen niet of niet voldoende in staat om met grote zekerheid het compleet inklappen van de panelen te realiseren.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding maakt het nu mogelijk om het intrekmechanisme van de panelen te 30 assisteren in de laatste fase van de inklapbeweging. Deze voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting draagt daartoe het kenmerk dat de aan-grijpelementen in de lengterichting van de kanalen over een vooraf bepaalde afstand verplaatsbaar zijn. Daarmee wordt het mogelijk dat de aangrijpelementen in de uitgestoken toestand worden gebracht in de aan-35 grijpende positie en vervolgens in die positie aangrijpen op de buitenste panelen van een stapel en vervolgens tijdens een intrekkende beweging de panelen tegen de wand van het ruimtevaartuig aantrekken.

De uitvinding verschaft verder een voorkeursuitvoeringsvorm van de neerhouder voor gebruik in een inrichting van de boven aangegeven soort 40 voorzien van een scharnierbaar neerhoudblok waarvan een uiteinde in de 8400362 P <» 3 vasthoudstand tegen de bovenste van de panelen drukt,alsmede bedie-ningsmiddelen voor het doen scharnieren van het neerhoudblok tussen een vasthoudstand en een vrijgeefstand, welke volgens de uitvinding het kenmerk heeft dat de bedieningsmiddelen bestaan uit een buisvormig ele-5 ment waarvan het eind een aanslagvlak bepaalt voor het neerhoudblok in de vasthoudstand, een bedieningsstang die door dit buisvormige element verloopt en waarvan het ene uiteinde scharnierbaar verbonden is met een centraal deel van het neerhoudblok, van welk blok het andere uiteinde scharnierbaar gekoppeld is met een uiteinde van een koppelstang, waar* 10 van het andere uiteinde scharnierbaar verbonden is met het buisvormige element, dat het buisvormige element nabij het genoemde eindvlak voorzien is van een inwendige stopkraag waartegen een uiteinde van een drukveer rust waarvan het andere uiteinde rust tegen een kraag rond de bedieningsstang, welke veer het neerhoudvlak in de vasthoud stand 15 tracht te houden, dat het buisvormige element is aangebracht in een cilinder en daarin verschuifbaar is tussen een stand waarin het neerhoudblok in de vasthoudstand in contact staat met de gestapelde panelen en een andere stand bepaald door aanslagmiddelen, in welke andere stand het neerhoudblok in de vasthoudstand zich bevindt op enige afstand van 20 de gestapelde panelen, dat een tweede drukveer, sterker dan de eerste drukveer is aangebracht tussen een inwendige aanslag in de cilinder en een kraag rond de bedieningsstang, welke veer in staat is de combinatie van het buisvormige element en de bedieningsstang te bewegen naar de genoemde andere stand en vervolgens de bedieningsstang tegen de werking 25 van de eerste drukveer in verder te be wegen zodanig dat het neerhoudblok beweegt naar de vrijgeefstand. Door het neerhoudblok eerst in de vasthoudstand weg te bewegen van de panelen en pas op enige afstand van het bovenste paneel de scharnierbeweging van het blok uit te voeren wordt bereikt dat een gelijkmatige aanslag wordt verkregen over het ge-30 hele aanslagoppervlak, en dat ook tijdens het vastzetten respectievelijk vrijgeven geen plaatselijke te sterke druk optreedt.Bovendien bevat deze neerhouder minder onderdelen em minder scharnierpunten dan de bekende neerhouder.

In een uitvoering met een veer belaste kabelvergrendeling zal de 35 kabel op het buitenste paneel kunnen eindigen en zijn slechts de tussenliggende panelen voorzien van de hierboven bedoelde openingen. In een andere uitvoeringsvorm kan een combinatie van kabels eindigen op het buitenpaneel en andere combinaties van kabels eindigen op tussenliggende panelen teneinde te bereiken dat het ontplooien van de zonne-40 panelen getrapt gebeurt. Een vergelijkbaar resultaat is echter ook te 8400362 J* 9 -% 4 bereiken met een mechanisch telescopisch penvormig systeem als boven aangegeven· Dat systeem is daartoe uitgerust met meerdere tussenliggende aangrijpelementen*

De uitvinding zal in het volgende aan de hand van de bijgaande fi-5 guren in meer detail worden verklaard.

Figuur 1 toont schematisch een sateliet met gedeeltelijk uitgeklapte zonnepanelen.

Figuur 2 toont een longitudinale doorsnede door een neerhouder volgens de uitvinding. Met getrokken lijnen.is de neerhouder in de 10 vasthoudstand aangegeven, met stippellijnen zijn delen van de neerhouder aangegeven in de tussenstand waarin het neerhoudblok van het bovenste paneel weg bewogen is in de vrijgeefstand.

Figuur 3 toont een bovenaanzicht op een neerhouder volgens de uitvinding .

15 In figuur 1 is een satelliet getoond met aan beide zijden gedeel telijk uitgeklapte zonnepanelen. Op de steunwand a van de satelliet zijn een aantal neerhouders b te zien en elk van de panelen c is voorzien van een corresponderend aantal openingen d van zodanige afmetingen dat, met de aangrijpelementen van de neerhouders in de vrijgevende 20 stand, de zonnepanelen ongehinderd harmonicavormig uitgeklapt of ingetrokken kunnen worden met behulp van een daartoe aanwezig bewegings/ge-leidingsmechanisme. Dergelijke mechanismen maken op zich geen deel uit van de uitvinding.

De plaats van de neerhouders is zodanig gekozen dat het optreden 25 van trillingen in de panelen zelf effectief wordt onderdrukt.

In de figuren 2 en 3 is een deel van een stapel panelen 1 zichtbaar. De panelen zijn voorzien van openingen 2 met paselementen 3 door middel waarvan ze op elkaar gestapeld zijn. Door de openingen verloopt een neerhouder omvattende een voetstuk 4 dat bevestigd is op de wand 30 van het ruimtevaartuig onder de openingen. In het voetstuk 4 is een cilinder 5 bevestigd aan het boveneinde afgesloten met een van een centrale opening voorziene dop 6. In de cilinder 5 bevindt zich een buisvormig element 7 dat door middel van de ringen 7a en 7b verschuifbaar gepositioneerd is in de cilinder 5. Door dit buisvormige element 7 ver-35 loopt de uit twee delen 8a en 8b opgebouwde bedieningsstang 8. Het boveneinde van het gedeelte 8b vormt een kraag waartegen de drukveer 9 rust. Het andere einde van de drukveer 9 rust tegen uitstekende delen 7c van het buisvormige element 7. Het boveneinde van de bedieningsstang 8a is voorzien van een oog waardoor een scharnieras 10 verloopt waarmee 40 het boveneinde van de bedieningsstang scharnierend is bevestigd aan het 8400362 5 * neerhoudblok 11« Twee koppelstrippen 12a en 12b zijn met behulp van de scharnieras 13 en de scharnierverbindingen 14 en 15 enerzijds gekoppeld met een einde van het neerhoudblok 11 en anderzijds gekoppeld met het boveneinde van het buisvormige element 7« 5 Aan het ondereinde van de bedieningsstang 8b is een trekkabel 16 gekoppeld via een koppelelement 17 dat tevens dienst doet als aanslag voor de drukveer 18 waarvan het andere uiteinde rust tegen een borst in het voetstuk 4.

Wanneer de trekkabel 16 wordt gevierd dan zal de drukveer 18 het 10 samenstel van buisvormig element 7 en bedieningsstang-8 opwaarts bewegen totdat de nok 7a stuit tegen de schouder van de dop 6. De dan bereikte tussenstand is in figuur 2 schematisch met stippellijnen weergegeven. Bij verder vieren van de kabel 16 zal de drukveer 18, die sterker is dan de veer 9, de bedieningsstang 8a, 8b opwaarts duwen waardoor 15 het centrale deel van het neerhouderblok 10 omhoog bewogen wordt met als resultaat een scharnierende beweging waarvan het eindresultaat met een stippellijn boven in de figuur is weergegeven.

Bij het weer inhalen van de trekkabel 16 zal allereerst het neerhoudblok van de positie getekend met een stippellijn weer terugschar-20 nieren tot in dé tussenstand en vervolgens zal de op deze wijze voorbereide neerhouder in zijn geheel naar beneden bewegen en in aanslag komen tegen de uitstekende aanslagelementen 19 en 20, gemonteerd aan het bovenste paneel 1«

In een uitvoeringsvorm met een veerbelaste kabelvergrendeling van 25 het type waarnaar in het bovenstaande werd verwezen zal de kabel op het buitenste paneel kunnen eindigen zonder dat dit paneel in alle gevallen daar ter plaatse een opening moet bezitten. In dat geval moeten alleen de resterende panelen van de genoemde openingen worden voorzien.

In een andere uitvoeringsvorm kan een combinatie van kabels eindi-30 gen op het buitenpaneel en eindigen andere kabels op tussenliggende panelen teneinde te bereiken dat het ontplooien van de zonnepanelen getrapt gebeurt. Een vergelijkbaar resultaat is echter ook te bereiken met een mechanisch telescopisch systeem van het hierboven beschreven type, dat daartoe met een aantal tussenliggende aangrijpelementen uit-35 gerust kan zijn. Indien kabels worden gebruikt dan kunnen deze kabels ofwel verbreekbaar zijn, in welk geval een snijmechanisme of bijvoorbeeld een verbreekmechanisme als beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 83.00788 kan worden gebruikt, ofwel, indien het paneel weer ingetrokken moet kunnen worden, moeten de kabels gevierd of ingetrokken 40 kunnen worden.

8400362

Claims (8)

1. Inrichting voor het vasthouden of vrijgeven van een aantal op een onderkonstruktie gestapelde panelen, zoals onderling zigzag-scharnierend verbonden zonnepanelen bij een ruimtevaartuig, met het kenmerk, 5 dat de panelen elk voorzien zijn van een aantal openingen op afstand van de rand en omgeven of vrijwel omgeven door zonnecellen van de panelen, welke openingen in de stapel panelen een aantal kanalen definiëren waardoor heen per kanaal een of meer neerhouders lopen, welke neerhou-ders aan een zijde bevestigd zijn aan de onderkonstruktie en aan de an- 10 dere zijde voorzien zijn van een of meer aangrijpelementen die op een of meer van de panelen aangrijpen.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de neer-houder bestaat uit een verbreekbare kabel, die gespannen is tussen een vast punt van de onderconstructie en een paneel en verloopt door een 15 respectievelijk kanaal.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het buitenste paneel niet voorzien is van de genoemde openingen.

4. Neerhouder voor gebruik in een inrichting volgens conclusie 1, met een vergrootbaar en verkleinbaar aangrijpelement, met het kenmerk, 20 dat het element in de vasthoudstand tegen de bovenste van de panelen drukt en in de vrijgeefstand door het kanaal in de panelen kan bewegen, alsmede bedieningsmiddelen voor het vormveranderen van het aangrijpelement tussen een vasthoudstand en een vrijgeefstand.

5. Neerhouder volgens een der voorgaande conclusies, met het ken- 25 merk, dat de bedieningsmiddelen van de inrichting aan de zijde van de onderkonstruktie gekoppeld zijn met een trekkabel.

6. Neerhouder volgens conclusie 4, of 5, met het kenmerk, dat de aangrijpelementen in lengterichting van de kanalen over een voorafbepaalde afstand verplaatsbaar zijn., 30

7. Ruimtevaartuig voorzien van tenminste een reeks scharnierend aaneen geschakelde zonnepanelen, die vanaf een gestapelde positie kunnen worden uitgevouwen en weer kunnen worden ingetrokken, welke zonnepanelen elk voorzien zijn van een aantal openingen die in de stapel een aantal kanalen definiëren, dat het ruimtevaartuig verder voorzien is 35 van een systeem van kabels die de gehele stapel of een gedeelte daarvan tussen een of meer panelen en de onderconstructie aan die onderconstructie verbinden, welke ofwel verbreekbaar zijn ofwel, indien de panelen weer ingetrokken moeten kunnen worden, gevierd en ingenomen kunnen worden. 40

8. Ruimtevaartuig voorzien van tenminste een reeks scharnierend 8480362 7 aaneen geschakelde zonnepanelen, die vanaf een gestapelde positie kunnen worden uitgevouwen en weer kunnen worden ingetrokken, welke zonnepanelen elk voorzien zijn van een aantal openingen die in de stapel een aantal kanalen definiëren, dat het ruimtevaartuig verder voorzien is 5 van een aantal op de konstruktie van het vaartuig bevestigde neerhou-ders die in de gestapelde toestand van de zonnepanelen door de kanalen verlopen en voorzien zijn van aangrijpelementen die enerzijds in lengterichting van de kanalen beweegbaar zijn tussen een geheel uitgestoken en geheel ingetrokken positie waarin de aangrijpelementen kunnen aan-10 grijpen op het buitenste, paneel van de stapel en anderzijds zodanig in dwarsrichting versmalbaar en verbreedbaar zijn dat de panelen de aangrijpelementen kunnen passeren dan wel door de aangrijpelementen worden tegengehouden. ********** 8400362