DE2720272A1

DE2720272A1 - Sonnengenerator

Info

Publication number: DE2720272A1
Application number: DE19772720272
Authority: DE
Inventors: Gerard Barkats; Claude Chenin; Jean Foucras; Louis Marnay
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1976-05-03
Filing date: 1977-05-03
Publication date: 1977-11-17
Also published as: NL177264B; NL177264C; US4101101A; CA1075352A; GB1576057A; DE2720272C2; NL7704831A; FR2350695A1; FR2350695B1

Description

Meissner & Meissner

PATENTANWALTSBÜRO BERLIN — MÜNCHEN PATENTANWÄLTE

DIPL-ΙΝα W. MEISSNER (BLN) DIPL-ING. P. E MEISSNER (MCHN) DIPL-ING. H.-J. PRESTING (BLN)

HERBERTSTR. 22, 1000 BERLIN 33

Ihr Zeichen Ihr Schreiben vom Unsere Zeichen Berlin, den

SNIAS 827 -

3. MAI 1977

Societe Nationale Industrielle Aerospatiale 37, boulevard de Montmorency, P - 75016 Paris, Prankreich

Sonnengenerator

Die Erfindung "betrifft einen elektrischen Sonnengenerator und insbesondere eine Halterung in einem derartigen Generator

Der Generator an Bord eines künstlichen Satelliten weist mehrere angelenkte Platten auf, die zwar übereinanderliegend angeordnet, jedoch auf- oder ausklappbar sind. Jede Platte besitzt einen dicken Rahmen, in dessen Innern eine dünne und nachgiebige Halterung für die Sonnenzellen angeordnet ist, wobei der Rahmen Zwischenversteifungen aufweist, die zwei gegenüberliegende Seiten des Rahmens miteinander verbinden.

Es sind bereits Sonnengeneratoren dieser Bauart bekannt, bei denen mehrere Platten so ausgelegt sind, dass sie

- 2 709846/10·B

BORO MÖNCHEN:	TELEX:	TELEGRAMM:	TELEFON:	BANKKONTO:	POSTSCHECKKOKTO:
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TEL.: 069/22 35 44			030/892 23 82	3691716000

inneren einne^p·"¹ kon^^n. TDiI der die 7,"R, "heim Raketenstart eingenommen v/ird, liefen die Platten mit ihren Rahmen übereinander. Tn der zweiten Stellung sind die Platten ausgeklappt und liefen wenigstens annäh°rnd in ihrer Verlängerung hintereinanderc

Um soh'ießlir!^ w. verhindern, dass in eingezogener Stellung die nachgiebigen Halterungen der Sonnenheller von zwei aufein- and°r folgenden Platten aufgrund der Schwingungen arfe^'nonderstossen, de"p" der Generator ausgesetzt ist, wird so verfahren, dass die mögliche Oesamtverschiebung einer serkrpcht üiir R ahme ■•"ebene stehenden Halterung geringer ist als die "Di. cVe des Rahmens „

^TTm dies zu erreichen, sind bereits zwei nachgiebige Aufhängv.n^sarten entwickelt worden für die Platten im Rahmen, die erste besteht darin, dass die nachgiebige Halterur.r mittels Federn zwischen zwei äußersten Ständern des Rahmens gespannt und dass beiderseits der Halterung eine bestimmte Anzahl von Zwischenständern eingesetzt wird, die einerseits dazu di°nt. die Halterun.⁰· sich unter der angelegten Fede¹"-spannunp· frei parallel zu ihrer Ebene verschieben zu lassen, und andererseits bezweckt, die Aufhängung an der Stelle der Zwiechenständer an ihrer Verschiebung senkrecht zur Ebene zu verhindern, wobei diese Zwischenständer somit zwangsläufig Schwingungsknoten für die Aufhängung bilden.

Somit dind der Rahmen und die Halterung durch die verschiedenen Ständer felder- oder flächenartig unterteilt, so dass dem gesamten Aufbau eine Pseudosteifigkeit verliehen wird, du~ch die verhindert wird, dass sich die Solarzellen am Gefüge des Satellitenkörpers oder ander Halterung eines benachbarten Rahmens stossen, wenn bedevter.de Schwingungen, insbesondere anlässlich des

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ORIGINAL INSPECTED

Rakentenstarts auftreten, -^ie halterung nimmt demnach eine Resonanzfrequenz an, die der Spannung proportional ist, der sie ausgesetzt ist, wobei die Verschiebung der Aufhängungin einer derartigen senkrecht zu ihrer Ebene stehenden Felderaufteilung um so schwächer ist, je höher die Resonanzfrequenz liegt„

Eine derartige Befestigung der üonnenzellenhalterung weist iedoch eine Anzahl von Nachteilen auf. Die Sonnenzellen sind auf der nachgiebigen Halterung aus miteinander verbundenen Modulen zusammengefügt» Hierbei ist die Halterung am Rahmen befestigt und darin eingespannt. Die angelegte Federspannung liegt dabei verhältnismässig hoch xind führt zu einer Dehnungder ^Aufhäng\mg. Eine derartige Dehnung verteilt sich über die ^äume zwischen den Zellen, wo die serien- und parallelgeschalteten Leiter liegen, die die Zellen miteinander verbinden, ^ntwurfsgemäss sind diese verbindenden Leiter mit Dehnungsschleifen versehen, so dass die differenziellen Wärmedilatationen aufgenommen werden können, wenn sich der Satellit auf der Erdumlaufbahn befindet, und vermieden wird, dass die bedeutenden Beanspruchungen nicht an die Schweißstellen von Solarzellen und Leitern gelangen.

Aufgrund der Tatsache, dass beim Einsetzen der Halterung in den Rahmen eine Spannkraft ausgeübt wird, nimmt die sich ergebende Dehnung der Halterungdie für die Leiter vorgesehenen Dehnungsschleifen in bedeutendem Masse auf. Demzufolgekönnen sie ihre vorgesehene Funktion nicht mehr voll wahrnehmen. Darüber hinaus erfährt der Rahmen und die Halterung in der Erdumlaufbahn ind in der Ekliptik eine unterschiedliche Dilatation und Kontraktion, die Befestigungsfedern der Halterung am Rahmen müssen demnach bedeutende Längenschwankungen absorbieren können,

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ohne dabei an der Halterung eine zu große Belastung einzuführen. Weiterhin ist es zur Sicherstellung unerlässlich, dass die Resonanzfrequenz der Halterung in jedem Rahmenfeld wesentlich gleich ist oder jedenfalls nicht unter den Minimalwert absinkt, der einem durch die ^icke des Rahmens und den dem Generator ausgesetzten Schwingungen bestimmten Wert entspricht, unerlässlich, dass sich die Spannung gleichförmig in dedem Feld von einem von einem zum gegenüberliegenden Federspiel verteilen kann. Es ist hierfür erforderlich, dass die Zwischenständer die Halterung parallel zu ihrer Ebene freilassen. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Ständer dennoch nicht durch und durch starr sind, sondern selbst in Schwingung geraten. Die beiden Elemente ein und desselben Ständers können sich berühren, wodurch sie somit die Aufhängung quetschen und diese daran hindern, sich parallel zur ^nannungsrichtung zu verschieben, weshalb die Frequenz in den mittleren Feldern gegeüber dem Nennwert erhöht ist, wogegen die Freauenz in den an den Enden liegenden Feldern, die unmittelbar an den Federn liegen, gegenüber dem Nennwert abnimmt. Demzufolge nehmen die senkrecht zur Ebene der halterung erfolgenden Bewegungsamplituden (die in umgekehrten Verhältnis zum Quadrat der Frequenz variieren) in den äussersten Feldern zu, so dass die halterung eines Rahmens an der Halterung des benachbarten Rahmens oder am ^ufbpU des Satellitenkörpers seihst anstossen kann. Demnach hat also eine derartige Befestigung im Rahmen mittels an den -^nden vorgesehener Federn den Nachteil, dass sich

-eine enge Abhängigkeit zwischen gewünschter Frequenz für di* nachgiebige Halterung und der Geometrie der als Schleife angeordneten Zwischenleiter,

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- eine enge Abhängigkeit zwischer der gewünschten Frenuerz für die Filterung und der Aufbavtahmessung des

Rp^mens und

- eine große Schwierigkeit ergibt, in jedem Feld die Frequenzen der Halterung in den mittleren Grenzen um den gewünschten Nennwert oder jedenfalls über dem Mind estwert 7.u halten (um eine Resonanzfreauenzkennung zwichen den Sonnenplatten und dem Satellitenkörper zu bewirken),

-■Mne zweite bekannte Aufhängungsart im Innern des Rahmens besteht darin, dass innerhalb des Rahmens ein nach Art eines Tennisschlägers gespanntes Gitter eingesetzt ist, auf das iie nachgiebige Grundlage geklebt ist, welche die Sonnenzellen trägt» Der Vorteil dieser zweiten ^Aufhängungsart gegenüber der ersten besteht darin, dass die Dauerspannung in der Halterung und somit die Dehnung der die Zeller, verbindenden Leiter entfällt. Darüber hinaus ergibt jedes im Rahmen durch die Querversteifungen begrenzte Gitter oder Netzfeld eine Resonanzfrequenz, die im wesentlichen dem gewünschten Nennwert entspricht.

Demgegenüber weist jedoch diese zweite Aufhängungsart ein^n Nachteil auf, weil jede dynamische Biegungsverformung der Rahmenständer starke SpannungsSchwankungen im gespannten Gitter und somit in der Halterung einführt, die sich während sehr kurzer Zeitintervalle einstelle"" Vönren. oomit tritt öfters eine Zerrung auf, die das Netzt der Solarzellen in Mitleidenschaft zieht.

Zielsetzung der Erfindung ist es, diese Nachteile bei den bekannten für Sonnengeneratoren verwendeten Platten

auszuräumen und Platten zu schaffen, in denen dip nachgiebige Aufhängung keiner Spannung ausgesetzt ist, wobei gleichzeitig die erforderliche Steifigkeit zur Vermeidung der übermässigen quer zur Ihene verlaufenden "BerpoMebuneren bewahrt wird.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass nach der Erfindung der ausgehend von der Sonnenenergie elektrische Energie erzeugende Generator, der an Bord eines künstlichen Satelliter eingesetzt ist, mehrere »rgelekte Platten oder Tafeln aufweist, die zwar übereinander gestapelt aber ausklappbar sind und jeweils einen dicken Rahmen besitzen, in denen eine die ^_0Tmer·,zellen tragende nachgiebige Halterung eingenetzt int und der Zwischenversteifungen aufweist, die zwei gegenüberliegende Seiten des Rahmens verbinden, und dadurch gekennzeichnet ist, dass jede Platte zwischen zwei Zwiwcherversteifunger und zwischen den äußersten Zwischenversteifungen und den zum Rahmen weiserden Seiten mehrere große und flache Zusatzver« steifunken aufweist, die quer zu den Zwisohenversteifun- gen vorläufer und auf denen wenigstens teilweise die nachgiebige Halterung befestigt ist.

Demnach sind aufgrund der -^ifersteif igkei t der Zusatzversteifungen und der unterstützung, die diese auf den Seiten des Rahmens und/oder auf den Zwischenversteifungen erfahren, die senkrecht ?m· Ebene verlaufenden Verschiebungen weitgehend ausgeschaltet.

Vorzugsweise lieger die Solarzellen pngeordnet in Reihen und Spalten auf der Halterung, wobei die Zusatzversteifungen im wesentlichen so breit sind wie eine Zellenreihe. Die Zellen jeder Reihe oder Spalte können somit auf der

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Halterung im Rahmen flach liegend entweder auf einer einzigen Zusatzversteifung oder gespreizt auf zwei benachbarten Versteifungen ruhen.

Jede Zusatzversteifung int vorteilhafterweise aus einem Profilteil in der Form eines rechtwinkligen Omegas gebildet und die ⁿalterung ist z.B„ durch Ankleben auf den dem Profilteil gegenüberliegenden Rändern oder ebenen Schenkeln befestigt» In diesem Falle ist ee von Vorteil, die dicken Rahmenseiten und die Zwischenversteifungen selbst jeweils als zwei rechtwinklige Omega-Profilteile auszubilden, deren Hohlräume einander zugewndr und die durch ihre Schenkel miteinander verbunden sind.

Demnach können die ^den der Zusatzversteifungen an den Anschlussschenkeln der Rahmenseiten oder der ZwischenversteifuTi^en befestigt werden.

Nach einer bevorzugten -^usführungsform der Erfindung besteht der Hahmen aus zwei übereinanderlegbaren Schalen, die jeweils aus einem Stück gefertigt sind und Seiten sowie Zwischenversteifungen aufweisen, die als rechtwinklige Omegaprofile ausgebildet sind. Diese Schalen können durch Formen eines widerstandsfähigen Fasergefüges z.B. aus Kohlenstoff oder Bor umkleidet von einem Kunstharz gebildet werden. Beide Schalen können baugleich sein und durch Klebemittel aneinandergefügt werden« Vorzugsweise kann zur Erhöhung der Steifheit des Ganzen eine Bewehrung z.B. in ^orm eines Wabengefüges innerhalb der Seiten des Rahmens und/oder derZwischenversteifungen vorgesehen werden»

Die Busatzversteifungen können durch Befestigen entweder mit einer der Schalen formschlüssig verbunden oder mit

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einem der Schalen "bei deren Herstellung zu einem einzigen Teil ausgebildet werden. In beiden Fällen können sie den gleichen zusammengesetzten Aufbau wie die Seiten und die Zwisohenversteifungen haben,,

Die Halterungen der Solarzellen kann entweder für den gesamten Rahmen aus einem Stück gefertigt sein oder sich aus mehreren Teilstücken zusammensetzen, wobei iedes davon ein Rahmenfeld abdeckt und von zwei benachbarten Zwischenversteifungen oder von einer Seite des Rahmens und der zugewandten äußersten Zwischenversteifung begrenzt ist ο

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht eines die Strahlungsenergie der Sonne umwandelnden Generators, bei dem die Erfindung Anwendung findet;

^igur 2 eine Perspektivansicht einer erfindungsge-

mässen Platte für den Generator der Fig. 1;

Figur 3 eine vergrößerte und zum Teil freigelegte perspektivische Ansicht eines Plattenabsohnitts der Fig. 2;

Figur 4 eine perspektivische Ansicht in auseinandergezogener Anordnung, die den Rahmenaufbau der Plattender Fi?. 2 darstellt;

Fi.tv.τ ¹S erne Perspektivansidht in vergrößertem

Maßstab, in der die Befestigung der Zusatzverstpifun.^er in den Ständern und den ouer zum Rahmen der Platte von ^igo 2 verlaufenden Zwischenversteifungen dargestellt ist;

7 0 9 8 4 6/108- _ _q _

ORIGINAL INSPECTED

Figur 6 eine Tlternative Ausführung form der Platte der I¹Ie, 2;

Fi.^ur 7 eine zum Teil freigelegte P

pir\e>n TpIIs der Platte nach Fi.£„

Figur 8 eine Detail ansicht der Platte der -Mguren 6 νηά 7;

Fig;ijT· 9 eine detailierte Perspektivansicht einer abgeänderten Ausfiihrijrr;sform einer erfindun'Sgemässen Platte für den Generator;

Figur 10 eine Oerspektivische Ansicht eines Ausführuno'sbeispiels der bei der Herstellung der Platten nach den Figuren 2 bis 9 verwendeten Profile und

Figur 11 eine abgeänderte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rahmens fü¹- den Generator der Figur 1.

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ORIGINAL INSPECTED

Für ähnliche Bauteile werden in den Figuren gleiche Bezugszeichen verwendet.

Uer srhematisch dargestellte Sonnengenerator ist zum Einbau in einen künstlichen Satelliten geeignet. Die Figur 1 zeigt von diesem Satelliten nur die Außenwand Ί. Der Generator weist mehrere baugleiche Hatten 2,3,4,5 und 6 auf, die jeweils in einem dicken umgebenden Rahmen 7 sitzen. Innerhalb des Rahmens 7 liegt eine nachgiebige

1 solierhalterung S, die z.B. aus dem im Handel erhältnlichen Kunststoff KAPTON gefertigt sein kann. Die Halterung 8 liegt

im wesentlichen mittig in der Ebene des Dicken Rahmens 7 und trägt auf eine ihrer Flächen die Solarzellen 9· Die Platte 2 ist an der vVand 1 des Satelliten befestigt. Die Platte 3 ist am der Platte 2 angelenkt und die Platte 4- ist auf der Platte 3 angelenkt usw. Hierbei liegen die Gelenke abwechselnd auf der einen und dann auf der anderen Seite der Platten; und bestehen aus den sich ergänzenden Beschlagen, die am Rahmen befestigt sind und von den Achsen ΛΛ durchquert werden.

Bei NichtVerwendung des Generators sind die Platten 2 bis 6 übereinander gestapelt, wie dies Figur 1 zeigt. Hierbei liegen die Rahmen 7 übereinander und stehen in gegenseitigem Kontakt, Bei Verwendung des Generators der Fig. 1 werden die Platten

2 bis 6 ausgeklappt, indem sie um ihre Gelenkverbindungen geschwenkt werderj, um die Solarzellen 9 mit der Sonne auszurichten .

I¹Jε Lot leicht ersichtlich, daß es in der eingezogenen (.;t>; I 1 urig (siehe Figur 1) bei (den z.B. während des Satellit,^n:;L:rt3 auftretenden) bedeutenden Schwingungen wichtig ist, d· ij .!ie von den Halterungen 8 senkrecht zu ihrer Ebene mögliche tun- und Herbewegung unter der ^uicke der Rahmen 7 liegt, so ■-: -Ji ein gegenseitiges Anstoßen benachbarter Halterungen 8

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ORIGINAL INSPECTED

vermieden wird.

Wie bereits anhand der bekannten Bauweisen erläutert wurde, versucht man dieses Ziel dadurch zu erreichen, daß man die Halterungen 8 in ihrer Ebene kräftig verspannt, was zu den erwähnten Nachteilen führt.

Die Figuren 2 bis 11 zeigen erfindungsgemäße Ausführungsformen von Solarplatten, in denen die Halterungen 8 daran gehindert werden, sich gegenseitig anzustoßen, ohne dabei auf ihrer Fläche bedeutenden Spannungen ausgesetzt zu sein.

Die Figur 2 zeigt eine persektivische Draufsicht einer rechteckigen Platte (die eine der Platten 2 bis 6 der Figur 1 sein kann).

Der Rahmen 7 dieser Platte 2 weist zwei Längsseiten 13 und 14- auf, auf denen die Gelenke 10 befestigt sind, sowie zwei Querseiten 15 und 16 auf. Die Seiten 13, 14-, 15 und 1i6 sind dick ausgebildet. Sie sind innerhalb des Rahmens annähernd in der mittleren Ebene des Rahmens mit einer nachgiebigen Halterung 8 aus KAPTON 8 bestückt, die :uf einer Seite die miteinander verbundenen Solarzellen 9 trägt. Darüber hinaus weist der Rahmen die parallel zu den Seiten 15 und 16 des Rahmens liegenden Versteifungen 17 und 18 (siehe Fig. 4) auf, die mit den Enden I3 b w. 14- des Rahmens formschlüssig verbunden sind, ^ie Versteifungen 17 liegen auf der den Zellen 9 zugewandten Seite der Halterung 8 während die Versteifung 18 auf der entgegengesetzten Seite der Halterung 8 angeordnet ist. Die Veisteifungen 17 und 18 jeweils parweise einander zugewandt angeordnet.

Die Figur 4 zeigt eine vorteilhafte Ausfahrungsform des Rahmens 7 der Platten von Figur 2 und der Versteifungen 17 und 18.

/ Γ1 9 ¹H 6 / ¹ Π R

Der Rahmen 7 der Figur 4· ist aus zwei übereinanderlegbaren baugleichen Hälften 7a und 7b gebildet. Die Seiten 13a, 14a, 15a und 16a der Hälfte des Rahmens 7a sowie die formschlüssig verbundenen Versteifungen 17 dieser Rahmenhälfte sind aus Profilen mit rechtwinkeligem Omega-Querschnitt gebildet, deren flache Schenkel in der gleichen Eböne liegen.

Gleichermaßen sind auch die Seiten 13b, 14b, 15b, und 16b des Rahmens 7b sowie die Versteifungen 18 mit rechtwinkeligem Omega-Querschnitt ausgebildet, deren flache Schenkel ebenfalls koplanar liegen. Im Rahmenteil 7b bestimmen die Seiten 15b, 16b und die Versteifungen 18 die Fehler 19, in denen die Zusatzversteifungen 20 (siehe Figur 3) eingesetzt sind, die parallel zu den Seiten 13b und 14b verlaufen. Die Zusatzversteifungen 20 sind ebenfalls als Omega-Profile ausgebildet und an ihren Enden mit den Flachen Schenkeln der beiden benachbarten Zwischenversteifungen 18 oder einer Versteifung 18 und einer Seiten 15b bzw. 16b verbunden. Die Hohlräume der Zusatzversteifungen 20 weisen in die gleiche Richtung wie die Hohlräume der Seiten 13b, 14b, 15b und 16 und der Zwischenversteifungen 18.

Auf den flachen Schenkeln der Zusatzversteifungen 20 werden bei deren Einsetzen in die entsprechenden Felder die den Abmessungen der Fehler entsprechenden Halterungeabschnitte befestigt, und zwar entweder durch Ankleben, wenigstens des größten Flächenanteils an die Zusatzversteifungen 20, während die Umrandungen dieser Flächenanteile zwischen den entsprechenden Schenkeln der Omega-Profile festgeklemmt werden.

Beide Rahmenteile 7a und 7b werden derart zusammengesetzt, daß die gegenseitig entsprechenden Frofilteile paarweise jeweils ein Hohlelement rechteckigen oder quadratischen Querschnitts bilden. Beim Zusammenbau der Teile 7a und 7b

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-yf-

kann eine wabenfönnige Bewehrung 21 innerhalb der entsprechenden Seiten 13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b, und 16a und 16b beider Rahmenteile eingesetzt werden. Die beiden Rahmenteile 7a und 7b können jeweils aus einem einzigen Teil geformt sein und die beiden Schalen mittels eines Klebemittels miteinander verbunden werden. Die wabenstrukturierten Bauteile verleihen den Rahmenwänden Festigkeit und erhöhen deren Steifigkeit. Die "inkelbeschläge 10 werden beim Zusammenbau des Rahmens durch Klebemittel an den beiden Schalen befestigt.

Nach Figur 5 weisen die Versteifungen 20 an ihren Enden Füllstücke 22 auf.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die ^uerprofile, die von einer Schale zur anderen zueinander passend ausgebildet sind, d.h. die Frofile 17, 18, 15a,15b und 16a und 16b werden zunächst mit ihren Schenkeln 23 miteinander verbunden, wonach die Zusatzversteifungen 20 z.B. durch Schnüren, Vernieten oder dgl. an den Schenkeln 23 der Profile befestigt werden. Somit wird die Peripherie der Halterung 8 zwischen diesen Schenkeln 23 und den mit Füllstücken 22 versehenen -^nden der Zusatzversteifungen 20 verklemmt.

In dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3> 4 und 5 ist die Halterung 8 in so viele Teile unterteilt, wie es Felder 19 gibt. Die Figuren 6, 7 und 8 zeigen eine Ausführungsform in der die Halterung 8 aus einem einzigen Stück gebildet sein kann. Nach -"igur 6 weist diese abgeänderte Ausführungsform, wie vorher, zwei zusammensetzbare Teile 7^a und 7b auf. Es sind jedoch hier Füllstücke 24 vorgesehen, die den Hohlraum jedes der die Ständer der Rahmenteile 7a und 7b bildenen Omega-Profile vollständig ausfüllt. Darüber hinaus werden die Zwischenversteifungen 17 und 18 vollkommen von den Füllstücken 25 ausgefüllt. Wenn die beiden

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Rahmenteile 7a und 7b zusammengesetzt werden, können sie die aus einem Stück gebildete Halterung 8 zwischen sich gefangen halten. Hiernach werden die Solarzellen auf die Flächen aufgeklebt, die zueinander durch die Zwischenversteifungen 17 und durch die Seiten 15a und 16a begrenzt sind.

Nach Figur 8 sind die -^nden der Zusatzversteifungen 20 durch Festkleben an der unteren Fläche der Halterung 8 und durch ihr £nde unter einem Seitenschenkel 23 der Profile 18, 15b, oder 16b fixiert.

In der abgeänderten Ausführungsform der -t'igur 9 ist die untere Schale 7b des Rahmens 7 derart ausgebildet, daß die Zusatzversteifungen 20 mit der restlichen Schale ein Ganzes bilden. Hier ist also der untere Teil 7b des Rahmens als ein einziges Formstück ausgebildet, daß gleichzeitig die Seiten 13b, 14-b, 15b und 16b, die Zwischenversteifungen 18 und noch die Zusatzversteifungen 20 umfaßt. In diesem Falle kann die Halterung 8 entweder aus einem einzigen Stück oder aus so vielen Stücken bestehen, wie es Felder gibt.

Die Figur 10 zeigt, wie man die zum Bilden des Rahmens 7 bestimmten Schalen 7a und 7b als ein Stück fertigen kann. Die Schalen lassen sich aus Werkstoffen wie Fasergewebe aus Kohlenstoff oder ein beliebiges anderes mit Harz imprägniertes Fasergewebe formen. Die Figur 10 zeigt, daß kombinierte Ausrichtungsweisen der Fasern (gekreuzte oder gewebte Fasern, Längsfasern) befolgt werden können, um dem Profil ganz allgemein oder örtlich, je nach Bedarf die gewünschten Festigkeit und Steifigkeit zu verleihen.

Selbstverständlich kann auch trotz der anhand der Figuren 3 bis 10 beschriebenen Ausführungsformen zur Erstellung der Rahmen 7 durch Zusammenfügen zweier Schalen 7a und 7b der

7 Π 9 3 4 B / 1 0 8 ^r

Rahmen selbstverständlich auch nach der Erfindung durch eine Zusammenfügung von quadratisch ausgebildeten Rohren 26 und Beschlagen 27 erreicht werden, wie dies die Figur 11 schematisch anzeigt.

Es ist somit ersichtlich, daß das Plattengefüge für den Sonnengenerator nach der Erfindung die Nachteile der bekannten Rahmen beseitigt, die bei einer unter Spannung stehende Halterung oder einer Halterung auftreten, die auf ein unter Spannung stehendes Geflecht aufgeklebt ist. Durch die Zusatzversteifungen 20, die die nachgiebige Halterung tragen, kann die Auslegung und Dimensionierung der Halterung (und zwar sowohl hinsichtlich des Solarzellennetzes mit den Zwischenverbindung als auch hinsichtlich der Frequenzen der Halterungen in jedem Feld) von der des Rahmens getrennt werden.

Durch die Erfindung wird somit eine erleichterte Anpassung an alle Satellitentypen und an alle Starts ermöglicht, was auch immer die besonderen Schwingungsbedingungen sein mögen. Der sich ausgehend von zwei geformten und zusammengesetzten Schalen ergebende Rahmen ist besonders zur Stützung des Solarzellennetzes durch die mit rechtwinkeligem Omega-Profil ausgebildeten Versteifungen sowie zur Verwendung von durch Fasern verstärkte Harze wie Kohlenstofffasern, Borfasern usw.... geeignet. Darüber hinaus werden durch den Rahmenaufbau nach der Erfindung die Profile durch den Einsatz von Wabenfüllungen zwischen wenigstens einen Teil beider Schalen weiter verstärkt, wodurch die Festigkeit des Rahmens nicht nur örtlich sondern insgesamt verbessert wird.

Vorzugsweise ist die Breite \ einer Zwischenversteifung im wesentlichen gleich der Breite d der Solarzelle 9.

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'⁷O ο R /, ρ /108 '-.

-yr-

Man kann also so verfahren, daß bei Anordung der Zellen in Reihen und Spalten jede Zellenreihe auf einer einzigen Versteifung 20 oder gespreizt auf zwei benachbarte Versteifungen 20 ruht.

7 0 9 8 I* 6 / 1 0 8 F

Claims

P A T E Ii T .·, N S P R υ G H E

1.In einem elektrische Energie erzeugenden Sonnengenerator, der insbesondere an Bord eines künstlichen Satelliten eingesetzt ist, bestehend aus mehreren angelenkten Platten, die übereinandergelagert aber ausgeklappt sind, und von denen jede einen dicken Rahmen aufweist, der im Innern eine dünne nachgiebige Halterung zum Tragen der Solarzellen sowie die gegenüberliegenden Seiten des Rahmens verbindende Zwischenversteifungen besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte (2,3/t-,5,6) zwischen zwei Zwischenversteifungen (17,18) und zwischen den äußersten Zwischenversteifun-Ken und den Rahmen (7) zugewandten Seiten mehrere flache breit ausgebildete Zusatzversteifungen (20) aufweist, die zu den Zwischenversteifungen in Querrichtung vorlaufen und auf denen wenigstens zum Teil die nachgiebige Halterung (8) befestigt ist.

2. Generatoranordnung nach Anspruch 1, mit in Seihen und Spalten auf der Halterung (8) angeordneten Solarzellen (9)j dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzversteifungen eine Breite haben, die im wesentlichen der Breite einer Solarzellenreihe entspricht.

3. Generatoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß , die Zellen jeder Reihe auf der Halterung von einer einzigen Zusatzversteifung flachliegend getragen werden.

4. joneratoi'cuiordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen jeder Reihe auf dcv .-talterung ge-

Γι ^r '^; ■'.'-: ■' ¹ Π fi

ORIGINAL INSPECTED

spreizt auf zwei benachbarten Versteifungen flachliegend getragen werden.

5. Generatoranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zusatzversteifung aus zwei Profilteilen mit rechtwinkeligem Omega-Querschnitt besteht und daß jede Halterung an den Profilen gegenüberliegenden Schenkeln (23) befestigt ist.

6. Generatoranordnung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten des dicken Rahmens und die Zwischenversteifungen ihrerseits aus zwei Profilteilen mic Omega-Querschnitt bestehen, deren Hohlräume (22) einander zugewandt und die mit ihren Seitenschenkeln zusammengefügt sind.

7. Generatoranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die -^nden der Zusatzversteifungen an den Befestigungsschenkeln der Rahmenseiten (15,16) oder der Zwischenversteifungen befestigt sind.

8. Generatoranordnung nach den Ansprüchen 6 und 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen aus zwei übereinander legbaren Schalen (7a, 7b) geformt ist, die jeweils zu einem einzigen Stück ausgebildet sind und die Seiten sowie die Zwischenversteifungen umfassen, die rechtwinkelige Omega-Profile aufweisen.

9. Generatoranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen durch -Formen eines widerstansfähigen Fasergewebes gefertigt werden, das von Kunstharz ummantelt ist.

' η ^{f ρ} L B / 1 O 8

10. Generatoranordnung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß in das Innere der Rahmenseiten und/
oder der Zwischenversteifungen eine Bewehrung eingelegt wird.

11. Generatoranordnung nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzversteifungen
auf einer der Schalen befestigt sind.

12. Generatoranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzversteifungen
aus einem einzigen Stück mit einer der Schalen bei
deren Herstellung gebildet werden.

13. Generatoranordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Halterung für die Solarzellen aus einem einzigen Stück den ganzen Rahmen bildet.

14. Genrratoranordnung nach den -"-nsprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung aus mehreren Bauelementen besteht, von denen jedes ein Rahmenfeld abdeckt, das von den benachbarten Zwischenversteifungen oder von einer Rahmenseite und einer äußersten zugewandten Zwischenversteifung begrenzt ist.

DipWng. F.if Meissner

/ η 9 a £ R /1 π