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Dokumentenidentifikation DE10132325B4 13.04.2006
Titel Spiegelträgerstruktur
Anmelder Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Mukae, Hisayuki, Tokyo, JP
Vertreter PFENNING MEINIG & PARTNER GbR, 80339 München
DE-Anmeldedatum 29.06.2001
DE-Aktenzeichen 10132325
Offenlegungstag 02.05.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.04.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.04.2006
IPC-Hauptklasse G02B 7/182(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G02B 17/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   H01Q 1/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spiegelträgerstruktur für einen optischen Sensor zum Erfassen von Licht oder Radiowellen oder eine Antenne zum Übertragen und Empfangen von Licht oder Radiowellen, welche geeignet sind, an einem sich bewegenden Gegenstand wie einem Satelliten befestigt zu werden, oder welche unter schwierigen Umweltbedingungen wie großen Temperaturänderungen verwendet werden.

6 illustriert ein Beispiel einer derartigen bekannten Spiegelträgerstruktur. In dieser Figur enthält die bekannte Spiegelträgerstruktur einen Hauptspiegel 1, einen Hilfsspiegel 2, der in einer einander zugewandten und im Abstand voneinander stehenden Beziehung hinsichtlich des Hauptspiegels 1 angeordnet ist, ein Hauptspiegel-Stützteil 3 in der Form einer Dreieckkonfiguration, an welchem der Hauptspiegel 1 fest angebracht ist, ein Hilfsspiegel-Stützteil 4 von ebenfalls dreieckförmiger Konfiguration, an dem der Hilfsspiegel 2 fest angebracht ist, mehrere Stäbe 5, die die jeweiligen Eckpunkte des dreieckförmigen Hauptspiegel-Stützteils 3 mit den jeweiligen Eckpunkten des dreieckförmigen Hilfsspiegel-Stützteils 4 verbinden, mehrere Stützbeine 6, welche das Hauptspiegel-Stützteil 3 und das Hilfsspiegel-Stützteil 4 tragen, und eine Basisplatte 7, auf welcher die Stützbeine 6 fest angeordnet sind.

Bei einer derartigen Spiegelträgerstruktur sind das Hauptspiegel-Stützteil 3 und das Hilfsspiegel-Stützteil 4 in einer solchen Weise auf der Basisplatte 7 angeordnet, daß die relativen Positionen des Hauptspiegels 1 und des Hilfsspiegels 2 in einer optimalen Beziehung zueinander eingestellt werden können. Die jeweiligen Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 und die jeweiligen Eckpunkte des Hilfsspiegel-Stützteils 4 sind mittels der jeweiligen Stäbe 5 so miteinander verbunden, daß die optimale Beziehung zwischen dem Haupt- und dem Hilfsspiegel 1, 2 aufrecht erhalten werden kann. Zusätzlich sind die Stützbeine 6 an ihrem jeweiligen einen Ende mit dem Hauptspiegel-Stützteil 3 oder dem Hilfsspiegel-Stützteil 4 und mit ihrem jeweils anderen Ende auf der Basisplatte 7 befestigt. Beispielsweise ist es in dem Fall eines an einem Satelliten zu montierenden optischen Sensors möglich, diesen in einer vorbestimmten Anordnung an den Satelliten anzubringen, indem die Basisplatte 7 in ihrer Lage an dem Satelliten positioniert wird.

Darüber hinaus illustriert 7 ein anderes Beispiel einer bekannten Spiegelträgerstruktur. Ein Hauptspiegel-Stützteil 13, das aus einer viereckigen Platte gebildet ist, ist direkt auf einer Basisplatte 7 befestigt, und mehrere Stützbeine 16 jeweils in der Form eines Stabes dienen zur Verbindung der gegenüber liegenden oberen Eckenbereiche des Hauptspiegel-Stützteils 13 mit der Basisplatte 7.

Bei dem erhöhten Beobachtungsvermögen von optischen Sensoren oder Radiowellensensoren und dem verbesserten Leistungsvermögen von Antennen aufgrund der zunehmenden Übertragungskapazität von Kommunikationseinrichtungen in den letzten Jahren ist das Problem aufgetreten, daß das Leistungsvermögen der optischen oder Radiowellensensoren oder der Antennen beeinträchtigt wird durch die Versetzung oder Verformung der Spiegelträgerstruktur, die bewirkt wird durch Abmessungsänderungen oder Umweltveränderungen in der Spiegelträgerstruktur, um die relative Positionsbeziehung zwischen dem Hauptspiegel 1 und dem Hilfsspiegel 2 aufrecht zu erhalten.

D.h. bei der Spiegelträgerstruktur nach 6 würden Abmessungsänderungen (Dehnungen oder Zusammenziehungen) und/oder Verzerrungen einer Montagefläche, an welcher die Basisplatte 7 fest angebracht ist, infolge von Temperaturänderungen die relativen Positionen oder Winkel der mehreren Stützbeine 6 zueinander ändern, wodurch die Beziehung zwischen den relativen Positionen des Hauptspiegel-Stützteils 3 und des Hilfsspiegel-Stützteils 4 zueinander geändert wird. Als Folge tritt das Problem auf, daß der Hauptspiegel 1 und der Hilfsspiegel 2 nicht in der Lage sind, die vorgeschriebene Beziehung zwischen ihren relativen Positionen aufrecht zu erhalten.

Weiterhin besteht in dem Fall des bekannten Beispiels nach 7, bei welchem die Stützbeine 16 nur mit dem Hauptspiegel-Stützteil 13, aber nicht mit dem Hilfsspiegel-Stützteil 4 verbunden sind, nicht das vorstehend dargestellte Problem, das die relativen Positionen des Hauptspiegels 1 und des Hilfsspiegels 2 verändert werden könnten aufgrund von einer Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basisplatte 7. Jedoch tritt in diesem Fall ein anderes Problem dahingehend auf, daß sich das Hauptspiegel-Stützteil 13 ausdehnen und sich zusammenziehen oder verzerrt und deformiert werden könnte aufgrund auf es ausgeübten externen Kräften aufgrund der Verbindungsbereiche von diesem mit der Basisplatte 7 und/oder der mehreren Stützbeine 16, wodurch ein nachteiliger Einfluß auf den an dem Hauptspiegel-Stützteil 13 befestigten Hauptspiegel 1 ausgeübt wird.

Wenn ein Sensor oder eine Antenne an einem Satelliten installiert wird, ist es weiterhin notwendig, eine Spiegelträgerstruktur auszubilden, welche ein geringes Gewicht und eine hohe Starrheit hat, um eine Verschlechterung des Leistungsvermögens zu vermeiden, welche andernfalls durch Vibrationen während der Bewegung oder des Transportes durch eine Rakete bewirkt würde.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Spiegelträgerstruktur von geringem Gewicht und hoher Starrheit zu schaffen, welche in der Lage ist, selbst bei Änderung der Umweltbedingungen am Ort der Installierung und/oder Verformungen einer Montagefläche für eine Basisplatte die Beziehung zwischen den relativen Positionen eines Hauptspiegels und eines Hilfsspiegels in geeigneter Weise aufrecht zu erhalten und die Verformung des Haupt- und des Hilfsspiegels zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die Spiegelträgerstruktur gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den abhängigen Ansprüchen gegeben.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Spiegelträgerstruktur vorgesehen, welche aufweist: einen ersten Spiegel und einen zweiten Spiegel, welche in einem vorbestimmten Abstand voneinander und einander zugewandt angeordnet sind; ein erstes Spiegelstützteil und ein zweites Spiegelstützteil, welche den ersten Spiegel bzw. den zweiten Spiegel tragen; mehrere Hauptstäbe, welche das erste Spiegelstützteil und das zweite Spiegelstützteil miteinander verbinden; mehrere Hilfsstäbe, die an ihrem jeweils einen Ende mit dem ersten Spiegelstützteil oder dem zweiten Spiegelstützteil und mit ihrem jeweils anderen Ende mit einem einzelnen Verbindungspunkt verbunden sind; mehrere Stützbeine zum Stützen des ersten und des zweiten Spiegels an insgesamt drei Punkten, welche zwei Punkte auf dem ersten Spiegelstützteil und den einzelnen Verbindungspunkt, an welchem die Hilfsstäbe miteinander verbunden sind, enthalten; und eine Platte, auf welcher die Stützbeine fest angebracht sind; worin die Stützbeine aus Gliedern (im Folgenden auch „Folgeglieder" genannt) zusammengesetzt sind, die in der Lage sind, einer Ausdehnung oder Zusammenziehung der Platte zu folgen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht, die eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert,

2 eine perspektivische Ansicht, die eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert,

3 eine perspektivische Ansicht, die eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert,

4 eine perspektivische Ansicht, die eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert,

5 eine perspektivische Ansicht, die eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert,

6 eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer bekannten Spiegelträgerstruktur illustriert, und

7 eine perspektivische Ansicht, die ein anderes Beispiel einer bekannten Spiegelträgerstruktur illustriert.

Ausführungsbeispiel 1

1 illustriert in perspektivischer Ansicht eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur enthält die Spiegelträgerstruktur nach diesem Ausführungsbeispiel einen ersten Spiegel in der Form eines Hauptspiegels 1, einen zweiten Spiegel in der Form eines Hilfsspiegels 2, der in einer optimalen relativen Positionsbeziehung mit Bezug auf den Hauptspiegel 1 angeordnet ist, ein erstes Stützteil in der Form eines Hauptspiegel-Stützteils 3 von dreieckiger Form, an welchem der Hauptspiegel 1 fest angebracht ist, und ein zweites Stützteil in der Form eines Hilfsspiegel-Stützteils 4 von dreieckförmiger Gestalt, an welchem der Hilfsspiegel 2 fest angebracht ist.

Mehrere (drei im illustrierten Beispiel) Hauptstäbe 15a sind an ihrem jeweils einen Ende mit jeweils einem der drei Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 fest verbunden, und ihre jeweils anderen Enden sind mit jeweils einem Eckpunkt des Hilfsspiegel-Stützteils 4 fest angebracht, um das Hauptspiegel- und das Hilfsspiegel-Stützteil 3, 4 miteinander zu verbinden. Auch sind mehrere (drei in dem illustrierten Beispiel) Hilfsstäbe 15b mit ihrem jeweils einen Ende mit jeweils einem Eckpunkt des Hilfsspiegel-Stützteils 4 und mit ihrem jeweils anderen Ende mit einem einzelnen Verbindungspunkt A, welcher später beschrieben wird, verbunden. Die entsprechenden Haupt- und Hilfsstäbe 15a, 15b haben eine kontinuierliche und integrale (= ganzheitliche) geradlinige Konfiguration. Mehrere (drei in dem illustrierten Beispiel) Stützbeine 26, welche als Folgeglieder wirken und jeweils durch eine dreieckförmige Blattfeder gebildet sind, dienen an ihrem oberen Eckpunkt zum Stützen von zwei Punkten oder Eckpunkten B des Hauptspiegel-Stützteils 3 und des Verbindungspunktes A, an welchem die anderen Enden der Hilfsstäbe 15 miteinander verbunden sind. Die dreieckförmigen Stützbeine 26 sind an ihrer Basisseite fest auf einer Basisplatte 7 angebracht.

Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel haben die entsprechenden Haupt- und Hilfsstäbe 15a und 15b die Gestalt einer sich kontinuierlich erstreckenden geradlinigen Konfiguration, und die einen Enden der Hauptstäbe 15a sind jeweils mit einem der drei Eckpunkte des dreieckförmigen Hauptspiegel-Stützteils 3 verbunden, während die anderen Enden der Hilfsstäbe 15b an dem Verbindungspunkt A miteinander verbunden sind. Somit arbeiten drei Paare von gegenseitig verbunden Haupt- und Hilfsstäben 15a, 15b zusammen, um eine Fachwerkstruktur zu bilden, welche die drei Seiten des Hauptspiegel-Stützteils 3 enthält.

Darüber hinaus sind die drei Stützbeine 26, die einzeln mit den beiden Eckpunkten B des Hauptspiegel-Stützteils 3 und dem Verbindungspunkt A verbunden sind, jeweils aus einer dreieckförmigen Blattfeder gebildet, welche eine hohe Starrheit und eine hohe Festigkeit gegen eine in der Ebene auftretende äußere Kraft, die auf jedes Stützbein 26 in einer Richtung parallel zu dessen Oberfläche wirkt, hat, und die einen bestimmten Grad von Elastizität hat, die in einer Richtung aus der Ebene heraus (d.h. in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche jeder Blattfeder) hat. Die drei Stützbeine 26 sind in einer solchen Weise angeordnet, daß sie eine Elastizität in Richtungen haben, die gegeneinander unterschiedlich sind.

Bei der vorbeschriebenen Spiegelträgerstruktur bilden die Hauptstäbe 15a, die Hilfsstäbe 15b, die drei Seiten des Hauptspiegel-Stützteils 3 und die drei Seiten des Hilfsspiegel-Stützteils 4 zusammen eine Fachwerkstruktur, wodurch sich eine Spiegelträgerstruktur von geringem Gewicht und hoher Starrheit ergibt. Da weiterhin der Hauptspiegel 1 und der Hilfsspiegel 2 nur mittels der drei Stützbeine 26 allein auf der Basisplatte 7 getragen werden, wird, selbst wenn die Basisplatte 7 verdreht oder in einer Richtung senkrecht zu ihrer Oberfläche verformt wird, keine oder nur eine geringe Momentenlast zu dem Hauptspiegel-Stützteil 3 und dem Hilfsspiegel-Stützteil 4 übertragen.

Zusätzlich können, selbst bei einer Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basisplatte 7 zwischen den drei Stützbeinen 26, die aus Blattfedern gebildeten Stützbeine 26 der Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basisplatte 7 folgen, wodurch verhindert wird, daß die sich ergebende Ausdehungs- oder Zusammenziehungslast von der Basisplatte 7 zu den Hauptstäben 15 und den Hilfsstäben 15b übertragen wird. Als eine Folge wird, selbst für den Fall, daß eine Änderung der Umweltbedingungen am Installationsort oder eine Verformung der Montagefläche für die Spiegelträgerstruktur stattfindet, die Beziehung zwischen den relativen Positionen des Hauptspiegels 1 und des Hilfsspiegels 2 geeignet aufrecht erhalten, um die Verformung des Hauptspiegels 1 und des Hilfsspiegels 2 zu verhindern.

Einige Beispiele der Verwendung der Spiegelträgerstruktur nach diesem ersten Ausführungsbeispiel sind ein optischer Spiegel in einem optischen Sensor, ein Reflektor in einem Radiowellensensor, eine optische Antenne in einer optischen Kommunikationseinrichtung und eine Antenne in einer Radiokommunikationseinrichtung.

In dem Fall der Verwendung des Haupt- und des Hilfsspiegels 1, 2 als ein optischer Sensor sind nicht dargestellte ausgerichtete Löcher in dem Hauptspiegel 1 und dem Hilfsspiegel 2 in ihrer jeweiligen Mitte gebildet, und ein Lichtdetektor oder ein Wellendetektor zum Erfassen von Beobachtungslicht oder einem Signal ist auf der Rückseite des Hauptspiegel-Stützteils 3 entgegengesetzt zu dessen Vorderseite, auf welcher der Hauptspiegel 1 getragen wird, so befestigt, daß das empfangene Beobachtungslicht oder Signal von dem Hauptspiegel 1 und dem Hilfsspiegel 2 reflektiert wird, um durch die Löcher in dem Hauptspiegel 1 und dem Hauptspiegel-Stützteil 3 auf den Detektor zu fallen.

Andererseits wird, wenn der Haupt- und der Hilfsspiegel 1, 2 als ein Kommunikationsinstrument für die Übertragung eines Signals wirken, ein Sender auf der Rückseite des Hauptspiegel-Stützteils 3 befestigt, um ein Sendesignal durch ausgerichtete Löcher (nicht gezeigt), die in dem Hauptspiegel-Stützteil 3 und dem Hauptspiegel 1 gebildet sind, so zu übertragen, daß das Signal von dem Hilfsspiegel 2 reflektiert wird, um weiterhin von dem Hauptspiegel 1 reflektiert und projiziert zu werden.

Es ist selbstverständlich, daß ein Reflexionsspiegel, ein optisches Übertragungssystem usw. auf der Rückseite des Hauptspiegel-Stützteils 3 vorgesehen sein können.

Ausführungsbeispiel 2

2 illustriert in einer perspektivischen Ansicht eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In der folgenden Beschreibung weiterer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden dieselben Symbole wie diejenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wurden, denselben oder entsprechenden Teilen dieser Ausführungsbeispiel zugeordnet.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel werden zusätzlich zu den drei Hauptstäben 15a und den drei Hilfsstäben 15b, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wurden, die drei Eckpunkte des dreieckförmigen Hauptspiegel-Stützteils 3 und die nicht entsprechenden oder verschiedenen drei Eckpunkte des dreieckförmigen Hilfsspiegel-Stützteils 4, welche nicht durch die Hauptstäbe 15a miteinander verbunden sind, auch durch drei zusätzliche Hauptstäbe 25a miteinander verbunden.

Aufgrund einer derartigen Konstruktion wirken insgesamt sechs Seiten des Hauptspiegel-Stützteils 3 und des Hilfsspiegel-Stützteils 4 sowie sechs Stäbe 15a, 15b und 25a miteinander, um eine Fachwerkstruktur zu bilden, welche insgesamt zwölf Strukturelemente aufweist.

Auch sind drei Stützbeine 26 nach diesem Ausführungsbeispiel, die individuell mit dem Verbindungspunkt A und zwei Eckpunkten B des Hauptspiegel-Stützteils 3 verbunden sind, ähnlich den Stützbeinen 26 des ersten Ausführungsbeispiels 1. D.h. die Stützbeine 26 nach diesem zweiten Ausführungsbeispiel bestehen jeweils aus einer dreieckförmigen Blattfeder mit einer hohen Starrheit und einer hohen Festigkeit gegenüber einer in der Ebene wirkenden, äußeren Kraft, die auf sie in einer Richtung parallel zu deren Oberfläche wirkt, und einen bestimmten Grad von Elastizität in einer Richtung aus der Ebene heraus, d.h. in einer Richtung senkrecht zu ihrer Oberfläche. Die drei Stützbeine 26 sind in einer solchen Weise angeordnet, daß sie jeweils eine Elastizität in verschiedenen Richtungen besitzen.

Das zweite Ausführungsbeispiel kann dieselben Wirkungen oder Vorteile wie das erste Ausführungsbeispiel ergeben, und zusätzlich zu diesen sind drei Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 und drei Eckpunkte des Hilfsspiegel-Stützteils 4 mittels der drei zusätzlichen Hauptstäbe 25a miteinander verbunden, wodurch die Starrheit der Anordnung des Hauptspiegel-Stützteils 3 und des Hilfsspiegel-Stützteils 4 weiter erhöht ist. Als eine Folge kann für den Fall, daß die Spiegelträgerstruktur nach diesem Ausführungsbeispiel an einem bewegten Gegenstand in der Form eines Satelliten installiert ist, der Widerstand gegen die Vibrationslast, die beim Transport der Spiegelträgerstruktur mittels einer Rakete ausgeübt wird, in einem erheblichen Ausmaß verbessert werden.

Ausführungsbeispiel 3

3 illustriert in einer perspektivischen Ansicht eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel 3 sind drei Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 und drei Eckpunkte des Hilfsspiegel-Stützteils 4 durch insgesamt sechs Hauptstäbe 35a miteinander verbunden. Auch sind mehrere Hilfsstäbe 35b an ihrem jeweils einem Ende mit jeweils einem der drei Eckpunkte des dreieckförmigen Hilfsspiegel-Stützteils 4 und mit ihrem jeweils anderen Ende in einem einzelnen Verbindungspunkt A miteinander verbunden.

Gemäß dieser Konstruktion sind insgesamt sechs Seiten der Stützteile 3, 4, sechs Hauptstäbe 35a und drei Hilfsstäbe 35b miteinander kombiniert, um eine Fachwerkstruktur mit insgesamt fünfzehn Strukturelementen zu bilden.

Darüber hinaus sind die drei Stützbeine 26 nach diesem dritten Ausführungsbeispiel, die individuell mit dem Verbindungspunkt A und den beiden Eckpunkten B des Hauptspiegel-Stützteils 3 verbunden sind, von derselben Ausbildung wie die Stützbeine 26 nach dem ersten Ausführungsbeispiel.

Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel können dieselben Wirkungen oder Vorteile wie diejenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel 1 erhalten werden, und zusätzlich zu diesen sind die drei Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 und die drei Eckpunkte des Hilfsspiegel-Stützteils 4 jeweils miteinander durch die sechs Hauptstäbe 35a verbunden, so daß die Starrheit der Anordnung aus dem Hauptspiegel-Stützteil 3 und dem Hilfsspiegel-Stützteil 4 weiter verbessert werden kann im Vergleich mit der Spiegelträgerstruktur nach dem ersten Ausführungsbeispiel, wodurch der Widerstand gegen Vibrationen ebenfalls erhöht wird.

Zusätzlich kann, selbst wenn die Länge jedes Hilfsstabes 35b verkürzt wird, derselbe Grad von Starrheit wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel sichergestellt werden, und als Folge hiervon kann die axiale Abmessung oder der Abstand zwischen dem Hauptspiegel 1 und dem Hilfsspiegel 2 der Spiegelträgerstruktur verringert werden.

Ausführungsbeispiel 4

4 illustriert in einer perspektivischen Ansicht eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind jeweils bei dem dreieckförmigen Hauptspiegel-Stützteil 3 und dem dreieckförmigen Hilfsspiegel-Stützteil 4 eine Seite des Dreiecks parallel zu der Basisplatte 7 angeordnet. Drei Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 und drei Eckpunkte des Hilfsspiegel-Stützteils 4 sind miteinander durch insgesamt sechs Hauptstäbe 45a verbunden. Zusätzlich sind die drei Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 mit jeweils einem Ende der Hilfsstäbe 45b verbunden, deren andere Enden zu dem Verbindungspunkt A verbunden sind, der sich im Abstand von dem Hauptspiegel 1 auf einer Seite desselben entgegengesetzt zum Hilfsspiegel 2 befindet. Somit wirken insgesamt sechs Seiten der Stützteile 3, 4 und neun Haupt- und Hilfsstäbe 45a, 45b miteinander, um eine Fachwerkstruktur mit insgesamt fünfzehn Strukturelementen zu bilden.

Darüber hinaus sind drei Stützbeine 26, 36 individuell an ihren oberen Enden oder Scheitelpunkten mit dem Verbindungspunkt A und zwei Eckpunkten B des Hauptspiegel-Stützteils 3 verbunden. Von diesen drei Stützbeinen 26, 36 ist ein Stützbein 36, das sich an dem Verbindungspunkt A befindet, aus zwei dreieckförmigen Blattfedern zusammengesetzt, welche miteinander gekreuzt sind, um eine hohe Starrheit in allen Richtungen zu ergeben, und die anderen Stützbeine 26 sind jeweils aus einer einzelnen Blattfeder gebildet, und sie sind so angeordnet, daß sie einen bestimmten Grad von Elastizität in einer Richtung zu dem Verbindungspunkt A der drei Stäbe 45b haben, wobei ihre Normallinien senkrecht zueinander angeordnet sind.

Das vierte Ausführungsbeispiel kann dieselben Wirkungen oder Vorteile wie das dritte Ausführungsbeispiel erzielen. Zusätzlich wird im Vergleich zu dem dritten Ausführungsbeispiel das Hauptspiegel-Stützteil 3 durch die Hauptstäbe 45a und die Hilfsstäbe 45b in Kombination gestützt, so daß es weiterhin vor einer Verformung aufgrund einer hierauf wirkenden Last geschützt ist und hierdurch der Widerstand gegen Vibrationen verbessert wird.

Da das Hilfsspiegel-Stützteil 4 über die Hauptstäbe 45a durch das Hauptspiegel-Stützteil 3, aber nicht direkt auf der Basisplatte 7 gestützt ist, ist darüber hinaus nicht zu befürchten, daß die Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basisplatte 7 zu einer Veränderung des Abstands zwischen dem Hilfsspiegel-Stützteil 4 und dem Hauptspiegel-Stützteil 3 führt.

Ausführungsbeispiel 5

5 illustriert in perspektivischer Ansicht eine Spiegelträgerstruktur gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei welchem das dreieckförmige Hauptspiegel-Stützteil 3 und das dreieckförmige Hilfsspiegel-Stützteil 4 in einer solchen Weise angeordnet sind, daß jeweils eine Seite des Dreieck senkrecht zu der Oberfläche der Basisplatte 7 verläuft. Die drei Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 und die drei Eckpunkte des Hilfsspiegel-Stützteils 4 sind durch insgesamt sechs Hauptstäbe 55a miteinander verbunden. Auch sind die drei Eckpunkte des Hauptspiegel-Stützteils 3 jeweils mit einem Ende der Hilfsstäbe 55b verbunden, deren jeweils andere Ende zu dem Verbindungspunkt A verbunden sind, der sich im Abstand von dem Hauptspiegel 1 auf einer Seite von diesem entgegengesetzt zum Hilfsspiegel 2 befindet. Somit wirken insgesamt sechs Seiten der Stützteile 3, 4 und neun Stäbe 55a, 55b zusammen, um eine Fachwerkstruktur mit insgesamt fünfzehnt Strukturelementen zu ergeben.

Zusätzlich sind drei Stützbeine 26, 36 individuell mit dem Verbindungspunkt A und zwei Eckpunkten B des Hauptspiegel-Stützteils 3 verbunden. Von diesen Stützbeinen 26, 36 ist das Stützbein 36 mit einer hohen Starrheit in allen Richtungen an dem einen Eckpunkt B des Hauptspiegel-Stützteils 3 angeordnet und an diesem befestigt.

Das fünfte Ausführungsbeispiel kann dieselben Wirkungen oder Vorteile wie das vierte Ausführungsbeispiel erzielen. Zusätzlich ist der Verbindungspunkt A an einer Stelle angeordnet, die gegenüber der Mitte des Hauptspiegel-Stützteils 3 versetzt ist (d.h. nahe dem Stützbein 36 und von dem anderen Stützbein 26 weg), so daß ein großer freier Raum an der Seite des Hauptspiegel-Stützteils 3 entgegengesetzt dem Hauptspiegel 1 im Vergleich mit dem vierten Ausführungsbeispiel vorgesehen werden kann, wodurch die Montage von peripheren Vorrichtungen wie einem Lichtdetektor, einem Wellendetektor, optischen Übertragungskomponenten usw. erleichtert wird.

Es ist hier festzustellen, daß das dreieckförmige Hauptspiegel-Stützteil 3 so angeordnet werden kann, daß eine Seite von diesem nicht senkrecht, sondern geneigt zu der Oberfläche der Basisplatte 7 verläuft.

Obgleich bei den vorbeschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen die Stützbeine 26 aus Blattfedern gebildet sind, ist selbstverständlich, daß die Stützbeine nicht hierauf beschränkt sind, sondern statt dessen jede Form von Folgegliedern aufweisen können, die in der Lage sind, der Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basisplatte 7 zu folgen, und daher können sie beispielsweise ein Mechanismus sein, der als "kinematische Befestigung" bezeichnet wird und Lager mit einem bestimmten Freiheitsgrad der Bewegung oder Drehung verwendet. Auch kann ein derartiger Mechanismus mit einer Blattfeder kombiniert werden. Zusätzlich ist es selbstverständlich daß die Form des Hauptspiegel-Stützteils. und des Hilfsspiegel-Stützteils nicht auf ein Dreieck beschränkt ist, sondern jede andere Form sein kann. Weiterhin ist die durch Verwendung der Hauptstäbe und der Hilfsstäbe gebildete Fachwerkstruktur nicht auf solche beschränkt, welche in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen eins bis fünf gezeigt sind.

Wie vorstehend beschrieben ist, weist eine Spiegelträgerstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung auf: einen ersten Spiegel und einen zweiten Spiegel, die in einem vorbestimmten Abstand voneinander einander zugewandt angeordnet sind; ein ersten Spiegelstützteil und ein zweites Spiegelstützteil, welche den ersten Spiegel bzw. den zweiten Spiegel tragen; mehrere Hauptstäbe, welche das erste Spiegelstützteil und das zweite Spiegelstützteil miteinander verbinden; mehrere Hilfsstäbe, die mit ihrem jeweils einen Ende mit dem ersten Spiegelstützteil oder dem zweiten Spiegelstützteil und mit ihrem jeweils anderen Ende zu einem einzelnen Verbindungspunkt verbunden sind; mehrere Stützbeine zum indirekten Stützen des ersten und des zweiten Spiegels an insgesamt drei Punkten, die aus zwei Punkten auf dem ersten Spiegelstützteil und dem einzelnen Verbindungspunkt, an welchem die Hilfsstäbe miteinander verbunden sind, bestehen; und eine Platte, auf welcher die Stützbeine fest angebracht sind. Die Stützbeine sind durch Folgeglieder gebildet, die in der Lage sind, einer Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basis zu folgen. Mit dieser Anordnung ist es möglich, eine Spiegelträgerstruktur vorzusehen, welche ein geringes Gewicht und eine hohe Starrheit besitzt.

Da der erste Spiegel und der zweite Spiegel nur durch die drei Stützbeine auf der Basis getragen werden, wird zusätzlich, selbst wenn eine Verdrehung oder eine Verformung der Basis aus der Oberfläche heraus (d.h. eine Verformung in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche der Basis) stattfindet, eine auf der Basis erzeugte Momentenlast nicht zu dem ersten und dem zweiten Spiegel übertragen. Auch können, selbst wenn eine Ausdehnung oder Zusammenziehung des Bereichs der Basis erfolgt, welcher innerhalb einer durch die drei Stützbeine definierten Dreieckfläche liegt, die Stützbeine einer derartigen Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basis folgen, so daß eine Last, die eine Ausdehnung oder Zusammenziehung der Stäbe bewirkt, nicht von der Basis über die Stützbeine auf die Stäbe übertragen wird. Als eine Folge wird, selbst für den Fall, daß eine Veränderung der Umweltbedingungen an der Stelle der Installation oder eine Verformung einer Montagefläche stattfindet, die relative Positionsbeziehung zwischen dem ersten Spiegel und dem zweiten Spiegel geeignet aufrecht erhalten, wodurch jede schwerwiegende Verformung des ersten und des zweiten Spiegels verhindert wird, durch die anderenfalls das Leistungsvermögen von diesen beeinträchtigt würde.

Gemäß einer bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung sind das erste Spiegelstützteil und das zweite Spiegelstützteil jeweils aus einer dreieckförmigen Platte gebildet, und die Hauptstäbe und die Hilfsstäbe umfassen drei Paare von Haupt- und Hilfsstäben, die in jedem Paar miteinander verbunden sind, um eine kontinuierliche und integrale geradlinige Konfiguration zu bilden. Die drei Paare von zusammenhängenden und integral verbundenen Haupt- und Hilfsstäben dienen zum Verbinden von drei Eckpunkten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils mit jeweils drei entsprechenden Eckpunkten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils, um mit drei Seiten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils und drei Seiten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils zusammenzuarbeiten für die Bildung einer Fachwerkstruktur. Somit wirken die Hauptstäbe, die Hilfsstäbe, die drei Seiten des ersten Spiegelstützteils und die drei Seiten des zweiten Spiegelstützteils miteinander, um eine Fachwerkstruktur zu bilden, wodurch eine Spiegelträgerstruktur von geringem Gewicht und hoher Starrheit geschaffen wird.

Gemäß einer anderen bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung weisen die Hauptstäbe zusätzliche Hauptstäbe auf, die drei Eckpunkte des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils mit drei verschiedenen Eckpunkten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils in Kombinationen verbinden, die verschieden sind von solchen, bei denen die drei Eckpunkte des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils und die drei entsprechenden Eckpunkte des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils durch die drei Paare von zusammenhängenden und integral verbundenen Haupt- und Hilfsstäben miteinander verbunden sind. Demgemäß wird die Starrheit einer Anordnung aus dem ersten Spiegelstützteil und dem zweiten Spiegelstützteil weiter verbessert. Z.B. ist es für den Fall, daß die Spiegelträgerstruktur an einem bewegten Gegenstand in der Form eines Satelliten installiert ist, möglich, den Widerstand der Spiegelträgerstruktur gegenüber einer Vibrationslast, welche beim Abschuß des Satelliten auf diesen ausgeübt wird, zu erhöhen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung bestehen das erste Spiegelstützteil und das zweite Spiegelstützteil jeweils aus einer dreieckförmigen Platte, und die Hauptstäbe weisen sechs Hauptstäbe auf, die drei Eckpunkte des ersten Spiegelstützteils und drei Eckpunkte des zweiten Spiegelstützteils verbinden. Die Hilfsstäbe weisen drei Hilfsstäbe auf, die mit drei Eckpunkten des zweiten Spiegelstützteils verbunden sind, wobei die sechs Hauptstäbe und die drei Hilfsstäbe mit drei Seiten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils und drei Seiten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils zusammenwirken, um eine Fachwerkstruktur zu bilden. Somit erhält eine Anordnung aus dem ersten Spiegelstützteil und dem zweiten Spiegelstützteil eine hohe Starrheit und einen hohen Vibrationswiderstand.

Zusätzlich kann die Länge der Hilfsstäbe verkürzt werden, so daß dementsprechend die gesamte Spiegelträgerstruktur kompakt wird, während die Starrheit des zweiten Spiegelstützteils sichergestellt ist.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung bestehen das erste Spiegelstützteil und das zweite Spiegelstützteil jeweils aus einer dreieckförmigen Platte, und das erste dreieckförmige Spiegelstützteil und das zweite dreieckförmige Spiegelstützteil sind so angeordnet, daß ihre eine Seite parallel zu der Oberfläche der Basis verläuft. Die Hauptstäbe weisen sechs Hauptstäbe auf, welche drei Eckpunkte des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils und drei Eckpunkte des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils miteinander verbinden. Die Hilfsstäbe weisen drei Hilfsstäbe auf, die jeweils mit den drei Eckpunkten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils verbunden sind, wobei die sechs Hauptstäbe und drei Hilfsstäbe mit drei Seiten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils und drei Seiten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils zusammenwirken, um eine Fachwerkstruktur zu bilden. Somit wird das erste Spiegelstützteil von den Hauptstäben und den Hilfsstäben so gestützt, daß es weiterhin vor Verformungen durch eine hierauf ausgeübte Kraft gestützt ist und einen hohen Widerstand gegen Vibrationen erhält.

Da das zweite Spiegelstützteil nicht direkt auf der Basis, sondern über das erste Spiegelstützteil gestützt ist, findet keine Veränderung des Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Spiegelstützteil als Folge einer Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basis statt.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung bestehen das erste Spiegelstützteil und das zweite Spiegelstützteil jeweils aus einer dreieckförmigen Platte, und das erste dreieckförmige Spiegelstützteil und das zweite dreieckförmige Spiegelstützteil sind so angeordnet, daß sie jeweils eine Seite aufweisen, die antiparallel zu einer Oberfläche der Basis verläuft. Die Hauptstäbe weisen sechs Hauptstäbe auf, welche drei Eckpunkte des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils und drei Eckpunkte des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils miteinander verbinden. Die Hilfsstäbe weisen drei Hilfsstäbe auf, die mit drei Eckpunkten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils verbunden sind, wobei die sechs Hauptstäbe und die sechs Hilfsstäbe mit drei Seiten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils und drei Seiten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils zusammenwirken, um eine Fachwerkstruktur zu bilden. Demgemäß wird weiterhin verhindert, wie vorstehend erwähnt ist, daß das erste Spiegelstützteil, das von den Hauptstäben und den Hilfsstäben gestützt ist, durch eine hierauf ausgeübte Last verformt wird, und es erhält eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Vibrationen. Zusätzlich ist das zweite Spiegelstützteil nicht direkt auf der Basis, sondern über das erste Spiegelstützteil gestützt, so daß keine Veränderung des Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Spiegelstützteil auftritt, die sich aus einer Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basis ergibt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung sind die Folgeglieder jeweils aus einer Blattfeder gebildet, so daß sie der Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basis mit einer einfachen Konstruktion folgen können.


Anspruch[de]
  1. Spiegelträgerstruktur, welche aufweist:

    einen ersten Spiegel (1) und einen zweiten Spiegel (2), die einander zugewandt in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind,

    ein erstes Spiegelstützteil (3), welches den ersten Spiegel (1) stützt, und ein zweites Spiegelstützteil (4), welches den zweiten Spiegel (2) stützt,

    mehrere Hauptstäbe (15a), welche das erste Spiegelstützteil (3) und das zweite Spiegelstützteil (4) miteinander verbinden,

    mehrere Hilfsstäbe (15b), die an ihrem einen Ende jeweils mit dem ersten Spiegelstützteil (3) oder dem zweiten Spiegelstützteil (4) und an ihrem jeweils anderen Ende zu einem einzelnen Verbindungspunkt (A) miteinander verbunden sind,

    mehrere Stützbeine (26) zum Stützen des ersten und des zweiten Spiegelstützteils (3, 4) an insgesamt drei Punkten, welche aus zwei Punkten an dem ersten Spiegelstützteil (3) und dem einzelnen Verbindungspunkt (A), an welchem die Hilfsstäbe (15b) miteinander verbunden sind, bestehen, und

    eine Basis (7), auf welcher die Stützbeine (26) fest angebracht sind,

    wobei die Stützbeine (26) Glieder bilden, welche in der Lage sind, einer Ausdehnung oder Zusammenziehung der Basis (7) zu folgen.
  2. Spiegelträgerstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Spiegelstützteil (3) und das zweite Spiegelstützteil (4) jeweils aus einer dreieckförmigen Platte gebildet sind und die Hauptstäbe (15a) und die Hilfsstäbe (15b) drei Paare von Haupt- und Hilfsstäben (15a, 15b) bilden, wobei in jedem Paar der Hauptstab (15a) und der Hilfsstab (15b) zusammenhängend miteinander verbunden sind und eine ganzheitliche, gradlinige Konfiguration ausbilden, wobei drei Paare von zusammenhängenden und ganzheitlich miteinander verbundenen Haupt- und Hilfsstäben (15a, 15b) dazu dienen, drei Eckpunkte des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils (3) mit drei entsprechenden Eckpunkten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils (4) zu verbinden, und mit drei Seiten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils (3) und drei Seiten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils (4) zusammenwirken, um eine Fachwerkstruktur zu bilden.
  3. Spiegelträgerstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich Hauptstäbe (25a) aufweist, welche jeweils einen der drei Eckpunkte des ersten Spiegelstützteils (3) mit einem der drei Eckpunkte des zweiten Spiegelstützteils (4) verbinden, wobei die Kombinationen der durch die zusätzlichen Hauptstäbe miteinander verbundenen Endpunkte unterschiedlich sind gegenüber denjenigen Kombinationen, die durch die drei Paare von zusammenhängenden und ganzheitlich miteinander verbundenen Haupt- und Hilfsstäben (15a, 15b) miteinander verbunden sind.
  4. Spiegelträgerstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Spiegelstützteil (3) und das zweite Spiegelstützteil (4) jeweils aus einer dreieckförmigen Platte bestehen, und die Hauptstäbe (15a) sechs Hauptstäbe (15a) aufweisen, welche jeweils drei Eckpunkte des ersten Spiegelstützteils (3) und drei Eckpunkte des zweiten Spiegelstützteils (4) verbinden, und die Hilfsstäbe (15b) drei Hilfsstäbe (15b) aufweisen, die mit drei Eckpunkten des zweiten Spiegelstützteils (4) verbunden sind, wobei die sechs Hauptstäbe (15a) und die drei Hilfsstäbe (15b) mit drei Seiten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils (3) und drei Seiten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils (4) zusammenwirken, um eine Fachwerkstruktur zu bilden.
  5. Spiegelträgerstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Spiegelstützteil (3) und das zweite Spiegelstützteil (4) jeweils aus einer dreieckförmigen Platte gebildet sind und das erste dreieckförmige Spiegelstützteil (3) und das zweite dreieckförmige Spiegelstützteil (4) so angeordnet sind, dass ihre jeweils eine Seite parallel zu einer Oberfläche der Basis (7) verläuft, und die Hauptstäbe (15a) sechs Hauptstäbe (15a) aufweisen, welche drei Eckpunkte des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils (3) und drei Eckpunkte des zweiten rechteckförmigen Spiegelstützteils (4) miteinander verbinden, und die Hilfsstäbe (15b) drei Hilfsstäbe (15b) aufweisen, die mit den drei Eckpunkten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils (3) verbunden sind, wobei die sechs Hauptstäbe (15a) und die drei Hilfsstäbe (15b) mit drei Seiten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils (3) und drei Seiten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils (4) zusammenwirken, um eine Fachwerkstruktur zu bilden.
  6. Spiegelträgerstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Spiegelstützteil (3) und das zweite Spiegelstützteil (4) jeweils durch eine dreieckförmige Platte gebildet sind, und das erste dreieckförmige Spiegelstützteil (3) und das zweite dreieckförmige Spiegelstützteil (4) so angeordnet sind, dass jede Seite von ihnen antiparallel zu einer Oberfläche der Basis (7) verläuft, und die Hauptstäbe (15a) sechs Hauptstäbe (15a) aufweisen, welche drei Eckpunkte des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils (3) und drei Eckpunkte des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils (4) miteinander verbinden, und die Hilfsstäbe (15b) drei Hilfsstäbe (15b) aufweisen, welche mit drei Eckpunkten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils (3) verbunden sind, wobei die sechs Hauptstäbe (15a) und die drei Hilfsstäbe (15b) mit drei Seiten des ersten dreieckförmigen Spiegelstützteils (3) und drei Seiten des zweiten dreieckförmigen Spiegelstützteils (4) zusammenwirken, um eine Fachwerkstruktur zu bilden.
  7. Spiegelträgerstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Glieder jeweils aus einer Blattfeder gebildet sind.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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