DE2209767C2

DE2209767C2 - Träger für einen Solargenerator

Info

Publication number: DE2209767C2
Application number: DE2209767A
Authority: DE
Inventors: Gerard Robert Cambes en Plaine Calvados David; Yvon Epron Calvados Salles
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-03-03
Filing date: 1972-03-01
Publication date: 1983-01-27
Also published as: FR2128078B1; FR2128078A1; JPS4731583A; GB1374914A; JPS5237757B1; DE2209767A1; IT949215B; US3802920A

Description

30

Die Erfindung bezieht.-ich auf '.!inen Träger für einen Solargenerator entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein Solargenerr tor dieser Art ist aus der GB-PS 10 46 150 bekannt

Solche Solargeneratoren werden u. a. in Anordnungen für Untersuchungen in großer Höhe, beispielsweise in der Atmosphäre oder in der Stratosphäre, in die diese Anordnungen durch Ballons gebracht werden, benutzt. Diese Anordnungen enthalten insbesondere elektronische Meßgeräte und eine Speisezentrale für diese Geräte, welche eine Anzahl von Akkumulatoren und Sonnenzellen enthält, die dazu dienen, den zum Laden der Akkumulatoren notwendigen Ström zu liefern.

Es ist selbstverständlich erforderlich, daß die Sonnenzellen nicht durch den Rest der Anordnung abgedeckt werden, damit sie ein Maximum an Licht erhalten und optimal genutzt werden. Daher werden die Sonnenzellen entweder an der Oberseite oder an der Unterseite so oder aber zwischen den anderen Elementen der Anordnung angebracht. Der Träger muß daher eine große Zugfestigkeit aufweisen.

Andererseits soll dieser Träger möglichst leicht ausgebildet sein, und zwar mit dem doppelten Ziel, die ss Belastung für den Ballon minimal zu machen und die Normen der Luftsicherhett zu beachten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Träger für einen Solargenerator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er eine geringe Masse aufweist und ohne Bruch oder Verfor* mungen, hohen Zugbeanspruchungen ausgesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches I angegebenen f>5 Merkmale gelöst.

Die Vorteile eines erfindungsgemäß ausgebildeten Trägers liegen in der Trennung seiner beiden verschiedenen Funktionen, und zwar der mechanischen Unterstützung der Sonnenzellen einerseits und der mechanischen Verbindung mit äußeren Elementen andererseits.

Der erfindungsgemäße Aufbau ermöglicht es, einen besonders leichten Träger zu schaffen. Die Sonnenzellen sind an sich sehr leicht (einige Gramm pro Stück) und um nur ihre Unterstützung ohne mechanische Spannungen zu gewährleisten, ist ein Kö^rper aus Kunststoffschaum, wie z. B. Polystyrolschaumstoff, dessen Dichte nur 0,02 bis 0,06 beträgt, durchaus geeignet.

Derjenige Teil des Trägers, der Spannungen ausgesetzt ist, kann weitgehend an das Ausmaß an Unterstützung, das von ihm verlangt wird, angepaßt werden. Die an die Geometrie gebundene Masse kann also auf einen minimalen Wert eingestellt werden, der mit den genannten Spannungen vereinbar ist, was ebenfalls zur Gewichtsverringerung des Trägers beiträgt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch gekennzeichnet

Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, daß es aus der DE-AS 19 60377 bereits bekannt ist den Träger eines Solargenerators prismenförmig auszubilden.

Der zweite Teil des Trägers kann im Spritzgußverfahren hergestellt werden, und zwar aus einem Kunststoff wie Polyphenylenpxid, der einige für diesen Anwendungsfall günstige physikalische Eigenschaften aufweist, wie große Zugfestigkeit ausgezeichnete Maßhaltigkeit unter Belastung, hohe Verformungstemperatur (keine Verformung bis 175"C), großer Stoßwiderstand und geringe Dichte (d =* 1).

Wie bereits erwähnt eignet sich Polystyrolschaumstoff gut für den ersten Teil des Trägers, auf dem die Sonnenzellen angeordnet sind, und zwar zunächst wegen seines geringen spez. Gewichtes, aber auch wegen seiner Ermüdungsfestigkeit und seines Schwingungswiderstandes und wegen seines thermischen und elektrischen Isoliervermögens. Außerdem hat das Material eine Erweichungstemperatur von 75 bis 8O⁰C, so daß es möglich ist, das Material um das Polyphenylenoxid zu gießen, welches erst bei etwa 175°C verformt wird; die mechanische Verbindung zwischen den beiden Materialien durch Umgießen hat sich bewährt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Trägers für einen Solargenerator, F i g. 2 eine Draufsicht auf den Träger nach F i g. I.

Der Träger für einen Solargenerator nach den Fig.) und 2 besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, einem zweiten, axialen Teil 10 mit einer nahezu zylindrischen Form und einem ersten, prismatischen Teil 11, der den zweiten Teil 10 teilweise umgibt.

Der zweite Teil 10 besteht aus zwei hülsenförmigen Endstücken 12 und 13, die in der Mitte des Trägers durch eine Anzahl von Verbindungsstäben 14 miteinander verbunden sind. Das Endstück 12 ist mit zwei Flanschen 15 und 16 versehen, ebenso wie das Endstück 13 mit Flanschen 17 und 18. Die Flansche sind vorgesehen, um die Ränder der als Anschlußstücke dienenden Endstükke zu begrenzen, an deren Außenoberflächen die mechanischen Verbindungen mit äußeren Vorrichtungen, beispielsweise mit Hilfe von Bandschellen, hergestellt werden können.

Die Anzahl der Verbindungsstäbe wird durch die

Größe der LSngsknf» bestimmt, die auf den Träger ausgeübt wird, und die den zweiten Teil 10 belastet In den Figuren sind die Stäbe 14 dreieckig, aber diese Form ist nicht unbedingt erforderlich.

Vorzugsweise ist der zweite Teil 10 durch Spritzgie-Ben aus einem Kunststoff wie Polyphenylenoxid hergestellt.

Der erste Teil 11, der den zweiten Teil 10 mit Ausnahme der Endstücke 12 und 13 umgibt, hat eine hexagonale, prismatische Form mit drei großen Seiten 19,20 und 21 und drei kleineren Seiten 22,23 und 24.

Auf den Seiten 19, 20 und 21 sind (beispielsweise durch Verkleben) Paneele 25 mit Sonnenzellen angeordnet und zwar derart, daß ein Solargenerator entsteht Einige dieser Sonnenzellen sind in der Figur schematisch dargestellt und mit 26 bezeichnet

Die Seiten 22,23 und 24 des ersten Teils 11 enthalten keine Sonnenzellen. Sie sind dadurch entstanden, daß Teile des Materials entfernt worden sind, um die Oberfläche der Seiten 19, 20 und 21 möglichst an die Paneele 25 anzupassen und das Gewicht des Trägers zu verringern.

Die Verbindungsdrähie zwischen den Sonnenzellen 26 und zwischen den Paneelen 25 sind in de» Figuren nicht dargestellt Strukturen, wie diese bei 27,2B und 29 auf dem ersten Teil 11 dargestellt sind, dienen dazu, das Hindurchführen und das Festhalten der Drähte oder der Verbindungselemente zu erleichtern. Es sind wetter Löcher, wie z, B. die Löcher 30 und 31 am Umfang des Endstöcke.« 15 vorgesehen, um elektrische Verbindungen zwischen dem Inneren des zweiten axialen Teils und äußeren Vorrichtungen an dem Solargenerator zu ermöglichen.

Der erste Teil 11 wird um den zweiten Teil 10 gegossen, wobei das Gießmaterial vorzugsweise geschäumtes Polystyrol ist Die Verbindungsflächen, die durch die Stäbe 14 bestimmt werden, gewährleisten eine ausreichend große mechanische Festigkeit.

Andererseits verformt sich das Polyphenylenoxid (aus dem der zweite Teil besteht) nur sehr wenig bei Belastung; die Stärke der mechanischen Verbindung zwischen den Teilen 10 und 11 nimmt nicht ab, da der zweite Teil 10 einer Zugkraft ausgesetzt ist

Es dürfte einleuchten, daß der im Ausföhrungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 sechseckige Querschnitt des ersten Teils 11 ganz anders ausgebildet sein kann, und zwar regelmäßig oder unregelmäßig. Ebenfalls ist es nicht unbedingt erforderlich, daß de s-.ohle zweite Teil 10 einen kreisförmigen Querschnitt hat

Die Stäbe 14 zur Verbindung der Endstücke 12 und 13 können beispielsweise durch eine gelochte Wand ersetzt werden.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

U Träger für einen Solargenerator, bei dem die Sonnenzellen auf der Oberfläche des Trägers angeordnet und miteinander verschaltet sind und bei 5 dem der Träger mit Anschlußstücken zur mechanischen Verbindung mit äußeren Vorrichtungen versehen und aus zwei mechanisch miteinander verbundenen, ein Ganzes bildenden Teilen aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil (11) des Trägers ein fester Körper aus Kunststoffschaum ist, auf dessen Oberfläche (19,20, 21) die Sonnenzellen (26) angebracht sind, daß der zweite Teil (10) des Trägers aus einem Kunststoffkörper besteht, der überwiegend innerhalb des iä ersten Teiles (11) liegt und aus dem ersten Teil herausragende Endstücke (12, 13) enthält, die die Anschlußstücke bilden, und daß der erste Teil (11) um den zweiten Teil (10) gegossen ist.
2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dter zweite Teil (10) zwei, auf Abstand voneinander liegende, durch Flansche (15,16; 17,18) begrenzte Hülsen (12, 13) enthält, welche die Endstücke bilden und durch Verbindungsstäbe (14) miteinander verbunden sind, daß der erste Teil (11) prismenförmig ausgebildet ist, und daß die Verbindungsstäbe (14) innerhalb da, ersten Teiles (11) die Hülsen (12,13) außerhalb dieses Teiles liegen.