DE1531555C - Schwingungsgedampfter Korper - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen schwingungsgedämpf- Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist

ten, doppelwandig ausgebildeten Körper, insbeson- der Körper im wesentlichen eine ebene Form auf.

dere zur Verwendung als Sonnenzellenträger, wobei Er ist dabei erfindungsgemäß so aufgebaut, daß im

die Wandschichten mittels eines dazwischenliegenden gespannten Zustand eine Wandschicht eben und die

Füllstoffes verbunden sind. 5 andere Wandschicht gewölbt ist. Die vom Spann-

Bei einem derartig ausgebildeten bekannten Körper gestell aufgebrachte Spannung wird auf diese Weise (deutsche Patentanmeldung P 265 XI / 62 b, bekannt- fast nur von der ebenen, also gestreckten Wandgemacht am 30. 8. 1951) sind starre Materialschich- schicht aufgenommen, während die gewölbte Wandten mit geringer Eigendämpfung durch eine nicht schicht nur unter geringer Spannung steht,
erstarrende dünne Dämpfungsschicht verbunden, um io Durch die unterschiedliche Größe der Voreine starke Dämpfüngswirkung zu erhalten. spannung haben die Wandschichten auch unter-

Des weiteren sind bereits derartige Gebilde be- schiedliche Eigenschwingungszahlen. Der Füllstoff

kannt, welche zum Zwecke der Dämpfung mecha- stellt eine Kopplung der beiden schwingungsfähigen

nischer Schwingungen doppelwandig ausgeführt sind, Wandschichten her und bewirkt, daß im Fall der

wobei eine Wandschicht aus einem Dämpfungsbelag 15 Erregung der einen Wandschicht diese jeweils von

mit darin eingebetteten, sich überlappenden dehn- der anderen Wandschicht gedämpft wird,

baren Platten besteht (britische Patentschrift 890 249) Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung

oder ein Dämpfungsstoff zwischen einer Platte und ist vorgesehen, daß der Körper eine im wesentlichen

einer Druckfolie eingefügt ist (französische Patent- zylindrische Form aufweist. Dabei ist erfihdungs-

schrift 1453 141). Diese Maßnahmen bewirken so gemäß die äußere Wandschicht im gespannten Zu-

einerseits eine Erhöhung der Biegesteifigkeit, anderer- stand exakt zylindrisch, während die innere Wand-

seits aber vor allem eine Erhöhung der schwingenden schicht nach innen gewölbt ist. Die durch das Spann- ,■

Masse. In vielen Fällen, vor allem in der Luft- und gestell aufgebrachte Vorspannung wirkt in diesem <i

Raumfahrt, ist dies wegen des damit verbundenen Fall in Richtung der Zylinderachse, wodurch die s-

erhöhten Konstruktionsgewichtes jedoch nicht vor- 35 äußere Wandschicht stärker vorgespannt wird als v.·

teilhaft. -._v die gewölbte innere Wandschicht.

Dieses Problem stellt sich vor allem bei relativ Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird

großflächigen Sonnenzellenträgern von Satelliten, die als Füllstoff Schaumstoff mit energieaufnehmenden

während der Startphase durch die Schwingungen der Eigenschaften verwendet. Dadurch wird nur noch

Raketentriebwerke erheblich belastet werden. 30 ein Teil der Energie von der erregten Wandschicht

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, derartige an die dämpfende Wandschicht weitergegeben, wäh-

Körper ohne wesentliche Erhöhung der Massen wirk- rend der restliche Teil der Energie vom Füllstoff

sam in einem bestimmten Schwingungsfrequenz- absorbiert wird,

bereich zu dämpfen. . Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, 35 der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher

daß die Wandschichten mit unterschiedlicher Vor- beschrieben. Es zeigt

spannung in ein Spanngestell eingespannt sind. Fig. 1 einen als Sonnenzellenträger dienenden

In der Erfindung wird einerseits die Erkenntnis Körper von ebener Form in einer Draufsicht,

ausgenutzt, daß in einem gekoppelten Schwingungs- Fig. 2 einen Schnitt durch den'Körper, gemäß

system, bei dem die beiden Schwinger sehr unter- 40 Fig. 1 entlang der LinieII-II,

schiedliche Eigenschwingungsfrequenzen haben, je- Fig. 3 ein Spanngestell für den Körper-gemäß

weils einer der Schwinger im Eigenschwingungen Fig. 1,

bereich des anderen als Dämpfungswiderstand wirkt. F i g. 4 einen als Sonnenzellenträger dienenden

Andererseits wird die Erkenntnis verwendet, daß ein Körper von zylindrischer Form, teilweise im Längs- (

schwingendes Masse-Feder-System nicht nur über die 45 schnitt durch den Zylinder.

Änderung der schwingenden Masse, sondern auch Der in F i g. 1 gezeigte Körper 1 besteht aus einem (i über die Änderung der Federwerte beeinflußt werden als rechteckiger Rahmen ausgebildeten Spanngekann, stell 3, welches über einen Verbindungsarm 4 am

Der gewichtsmäßige Aufwand des Spann- Satellitenkörper 5 gelagert ist, sowie aus den durch

gestelle ist vor allem bei relativ elastischem Wand- 50 den Rahmen aufgespannten Wandschichten, von

Schichtenmaterial wesentlich geringer als bei einer denen in der Ansicht nur eine die Sonnenzellen 2

der bisher bekannten Maßnahmen zur Schwingungs- tragende Wandschicht 6 zu sehen ist.

dämpfung. . . Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß das Spanngestell 3

Der zwischen den Wandschichten eingelagerte aus Rohren aufgebaut ist. Die mit den Sonnenzellen 2

Füllstoff dient zur mechanischen Kopplung der 55 belegte Wandschicht 6 ist vollkommen eben. Sie

schwingungsfähigen Schichten. nimmt den weitaus größten Teil der vom Spann-

Nach einem Merkmal der Erfindung ist vor- gestell 3 aufgebrachten Kräfte auf. Die Wandgesehen, daß das Spanngestell durch die eingespann- schicht 7 ist dagegen so bemessen, daß sie auch bei ten Wandschichten aus einer ursprünglichen Form vollständig gespannter Wandschicht 6 noch eine elastisch in die eigentliche Verwendungsform ver- 60 Wölbung beibehält, so daß sie an der Kraftformt wird. Das Gestell wird zum Zwecke des Zu- aufnahme nicht oder fast nicht beteiligt ist. Es sammenbaus mit den Wandschichten in einer Vor- ergeben sich weit auseinanderliegende Eigenschwinrichtung so weit vorgespannt, daß die Wandschichten gungszahlen, wodurch im Eigenschwingungsbereich ohne Spannungen eingebaut werden können. Nach der einen Wandschicht jeweils die andere Wand- ; dem Zusammenbau wird die Vorrichtung gelöst, und 65 schicht als Dämpfungswiderstand wirkt. Die Fülldie Wandschichfen werden durch die Federkraft des schicht 8 dient dabei als Kopplungselement zwischen ! Spanngestells gespannt, wobei dieses seine Verwen- den beiden schwingungsfähigen Wandschichten 6 j dungsform annimmt. und 7. !

Fig. 3 zeigt ein Spanngestell3 gemäß Fig. 1 im ungespannten Zustand. Die Rohre sind abweichend von der Rechteckform nach außen gekrümmt. Zum "Zusammenbau mit den Wandschichten wird das Spanngestell durch eine nicht dargestellte Vorrichtung auf eine der Form der Wandschichten entsprechende Form gebogen. Diese Form ist so gewählt, daß die Biegung der Rohre im elastischen Bereich bleibt. Der Einbau der Wandschichten kann nun ohne Vorspannung der Wandschichten vorgenommen werden. Nach dem Einbau wird die Vorrichtung gelöst, und die Wandschichten werden durch die Federkräfte des Spanngestells in der bereits beschriebenen Weise gespannt.

Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt F i g. 4. Der Körper 10 besteht aus einer zylindrischen äußeren Wandschicht 11, die mit Sonnenzellen 12 belegt ist, einer, inneren Wandschicht 13 sowie dem dazwischen angeordneten Füllstoff 14. Die innere Wandschicht ist gegenüber der äußeren Wandschicht in Richtung der Zylinderachse 15 etwas länger, so daß beim Spannen in dieser Richtung die äußere Wandschicht bereits gestreckt ist, während die innere noch nicht oder kaum gespannt ist, Die äußere Wandschicht besitzt dadurch eine wesentlich höhere Eigenschwingungszahi als die innere.

Das Spanngestell besteht aus einem oberen Spannring 16, einem unteren Spannring 17 sowie Federstreben 18, die die beiden Spannringe in Richtung der Zylinderachse 15 auseinanderdrücken. Die Spannringe 16,17 sind jeweils mit einem Rand 19 versehen, an dem die Wandschichten 11, 13 mittels Schrauben 20 befestigt sind. '

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schwingungsgedämpfter, doppelwandig ausgebildeter Körper, insbesondere zur Verwendung als Sonnenzellenträger, wobei die Wandschichten mittels eines dazwischenliegenden Füllstoffes verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandschichten (6, 7,11,13) mit unterschiedlicher Vorspannung in ein Spanngestell (3, 16,17,18) eingespannt sind.

2. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spanngestell (3) durch die eingespannten Wandschichten aus einer ursprünglichen Form elastisch in die eigentliche Verwendungsform verformt wird.

3. Körper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er eine im wesentlichen ebene Form aufweist (1). .

4. Körper nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im gespannten Zustand eine Wandschicht (6) eben und die andere Wandschicht (7) gewölbtist. ~

5. Körper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er eine im wesentlichen zylindrische Form aufweist (10).

6. Körper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wandschicht (11) im gespannten Zustand eine zylindrische Form hat, während die innere Wandschicht (13) nach innen gewölbt ist. . .

7. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoff (8,14) Schaumstoff verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen