DE4331460C1 - Draw and/or pressure strut - Google Patents

Draw and/or pressure strut

Info

Publication number
DE4331460C1
DE4331460C1 DE19934331460 DE4331460A DE4331460C1 DE 4331460 C1 DE4331460 C1 DE 4331460C1 DE 19934331460 DE19934331460 DE 19934331460 DE 4331460 A DE4331460 A DE 4331460A DE 4331460 C1 DE4331460 C1 DE 4331460C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
strut
load
tension
plate spring
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19934331460
Other languages
German (de)
Inventor
Bernd Bongers
Horst Dr Bansemir
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Helicopters Deutschland GmbH
Original Assignee
Eurocopter Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eurocopter Deutschland GmbH filed Critical Eurocopter Deutschland GmbH
Priority to DE19934331460 priority Critical patent/DE4331460C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE4331460C1 publication Critical patent/DE4331460C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/08—Mounting arrangements for vessels
    • F17C13/086—Mounting arrangements for vessels for Dewar vessels or cryostats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0119—Shape cylindrical with flat end-piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/01—Reinforcing or suspension means
    • F17C2203/014—Suspension means
    • F17C2203/015—Bars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0626—Multiple walls
    • F17C2203/0629—Two walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636—Metals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/0663—Synthetics in form of fibers or filaments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

At least one plate spring (14,18) is mounted between facing pressure surfaces (24). Up to a predetermined strut load part this plate spring adjoins with the inner edge against one pressure face and the outer edge against the other pressure face in a spot or linear fashion. In addition to the spot or linear contact zones (a) the pressure faces are also provided with flat surface contact zones (c) which depending on the path of the plate spring act as stop faces in the event of max. strut load. The plate spring can be made from compound fibre material. It can have on the inner and outer edges metal rings (20) facing the associated pressure face. The plate spring can be pretensioned in the load direction with adjustable pretension.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zug- und/oder Druckstrebe gerin­ ger Wärmeleitfähigkeit für vorübergehend hohe mechanische Belastun­ gen, insbesondere zur Aufhängung eines Tieftemperaturtanks in einem Außenbehälter, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a tension and / or compression strut low thermal conductivity for temporarily high mechanical loads conditions, in particular for hanging a low-temperature tank in one Outer container, according to the preamble of claim 1.

Bei der aus der DE-OS 29 03 787 bekannten Zugstrebe dieser Art zur Verankerung eines Tieftemperaturtanks für kryogene Flüssigkeiten an Bord eines Raumfahrzeuges sind zur Lastübertragung zwischen den Strebenenden Zugbänder in einer möglichst großen Baulänge aus lang­ faserverstärktem Verbundwerkstoff vorgesehen, um die hohe Festigkeit und geringe Wärmeleitfähigkeit dieses Werkstoffs für eine sichere, thermisch verlustarme Tankaufhängung zu nutzen. Dabei liegen die Strebenlasten vor dem Start des Raumfahrzeuges relativ niedrig, näm­ lich im wesentlichen in Höhe der einfachen Erdbeschleunigung x der Eigenmasse des Tanks und seiner Füllung, und gehen im Orbit theore­ tisch sogar auf Null zurück, während in der Startphase unter Berück­ sichtigung der dann wirksamen hohen Beschleunigungen von etwa 15 g kurzzeitig sehr hohe Strebenlasten erreicht werden. Dementsprechend groß sind die hierfür erforderlichen Lastübertragungsquerschnitte der Zugbänder und damit auch ihr Wärmeleitquerschnitt, mit der Fol­ ge, daß im Laufe der wochen- bis jahrelangen Einsatzzeit des Raum­ fahrzeugs ein erheblicher Anteil des gesamten kryogenen Flüssig­ keitsvorrats über die als Wärmebrücke wirkende Zugstrebe ungenutzt verloren geht.In the tension strut of this type known from DE-OS 29 03 787 Anchoring of a cryogenic tank for cryogenic liquids are on board a spacecraft for load transfer between the Striving drawstrings in the largest possible length from long fiber reinforced composite material provided to the high strength and low thermal conductivity of this material for a safe, to use thermally low loss tank suspension. Here are the Strut loads before launch of the spacecraft relatively low, näm Lich essentially in the amount of the simple gravitational acceleration x the Net mass of the tank and its filling, and go into orbit theore table even returns to zero while in the start-up phase considering the then effective high accelerations of about 15 g short, very high strut loads can be achieved. Accordingly the load cross sections required for this are large the drawstrings and thus their thermal cross section, with the fol ge that over the course of the weeks to years of use of the room vehicle a significant proportion of the total cryogenic liquid unused via the tension strut, which acts as a thermal bridge get lost.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zug- und/oder Druckstrebe der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die in einem längeren Zeitraum über die Strebe geleitete Wärmemenge auf baulich einfache Weise und unter Beibehalt einer hohen Streben-Lastfestigkeit deut­ lich reduziert wird. The object of the invention is a tension and / or compression strut trained in such a way that the in a longer Period of heat conducted over the strut to structurally simple Wise and while maintaining a high strut load resistance is reduced.  

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 ge­ kennzeichnete Zug- und/oder Druckstrebe gelöst.This object is achieved by the ge in claim 1 marked tension and / or compression strut released.

Erfindungsgemäß wird die zeitlich ungleichförmige Belastung der Strebe in der Weise für eine Erhöhung des Wärmeleitwiderstandes ge­ nutzt, daß in den Phasen niedriger Strebenbelastung als Folge der dann wirksamen, an beiden Tellerfederrändern punkt- oder linienför­ migen Lastübertragung ein hoher Wärmeleitwiderstand erzielt wird und nur im oberen Strebenlastbereich der über die flächigen Kontaktzonen führende Anschlag-Lastpfad mit einem entsprechend erhöhten Lastüber­ tragungs- und damit Wärmeleitquerschnitt zur Wirkung kommt, wodurch der durchschnittlich über die Strebe im Laufe der Einsatzzeit gelei­ tete Wärmestrom deutlich verringert wird, mit dem zusätzlichen Ef­ fekt, daß das lastabhängige Einschalten des stärker belastbaren An­ schlagpfades auf baulich sehr einfache Weise selbsttätig nach Maßga­ be des Tellerfederhubs oberhalb einer vorgegebenen Streben-Teillast erfolgt.According to the invention, the non-uniform load on the Strive in such a way for an increase in the thermal resistance uses that in the phases of low strut load as a result of then effective, point- or line-shaped on both disc spring edges moderate load transfer a high thermal resistance is achieved and only in the upper strut load range over the flat contact zones leading stop load path with a correspondingly increased load load-bearing and thus thermal cross-section comes into effect, whereby which succeeds on average over the strut in the course of the mission tete heat flow is significantly reduced with the additional Ef fect that the load-dependent switching on the more resilient An Impact paths in a structurally very simple way, automatically to measure be the diaphragm spring stroke above a specified strut partial load he follows.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Tellerfeder ge­ mäß Anspruch 2 aus Gründen einer geringen Wärmeleitfähigkeit bei zu­ gleich hoher dynamischer Dauerlastfestigkeit aus Faserverbundwerk­ stoff hergestellt und gemäß Anspruch 3 am Innen- und am Außenrand jeweils mit einem schneidenförmig der zugeordneten Druckfläche zuge­ kehrten Metallring versehen, um Kerbwirkungen im Tellerfedermaterial infolge der punkt- oder linienförmigen Lastübertragung zu vermeiden. Ein besonders last- und faserverbundgerechter Faserlagenaufbau der Tellerfeder wird gemäß Anspruch 4 dadurch erreicht, daß diese eine quasiisotrope Faserorientierung besitzt.In an advantageous development of the invention, the plate spring is ge according to claim 2 for reasons of low thermal conductivity equally high dynamic fatigue strength from fiber composite fabric made and according to claim 3 on the inner and outer edges each with a cutting edge of the assigned printing area returned metal ring provided to notch effects in the disc spring material to avoid due to the point or line load transfer. A particularly load and fiber composite appropriate fiber layer structure of the Disc spring is achieved according to claim 4 in that this one has quasi-isotropic fiber orientation.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Teller­ feder gemäß Anspruch 5 in Lastrichtung vorgespannt, um zu vermeiden, daß sich die Tellerfeder bei Strebenbelastungen, die entgegengesetzt zu ihrer Lastübertragungsrichtung wirken, lockert und unkontrollier­ te Schlackerbewegungen durchführt. Gemäß Anspruch 5 ist die Vorspan­ nung der Tellerfeder zweckmäßigerweise veränderlich einstellbar, so daß die Streben-Teillast, bis zu welcher der punkt- oder linienför­ mige Kontakt zwischen Tellerfeder und Druckflächen wirksam ist, auf baulich einfache Weise auf einen erwünschten Wert festgelegt werden kann. In a further preferred embodiment of the invention, the plate Spring biased according to claim 5 in the load direction to avoid that the disc spring is opposed to strut loads act to their load transfer direction, loosens and uncontrolled performs slag movements. According to claim 5, the leader tion of the plate spring expediently adjustable, so that the strut partial load, up to which the point or lin effective contact between diaphragm spring and pressure surfaces is effective structurally simple way to be set to a desired value can.  

Um auch an den Druckflächen eine niedrige Wärmeleitfähigkeit und zugleich einen wirksamen Schutz gegen Kerbspannungsschäden zu ge­ währleisten, sind diese vorzugsweise gemäß Anspruch 7 jeweils an einem Faserverbund-Druckstück ausgebildet, welches zumindest im Be­ reich der punkt- oder linienförmigen Kontaktzone hartmetallisiert ist.To ensure a low thermal conductivity and also on the printing surfaces at the same time effective protection against notch stress damage ensure, these are preferably each according to claim 7 a fiber composite pressure piece formed, which at least in the loading hard metalized in the point or line-shaped contact zone is.

Nach Anspruch 8 ist die Tellerfeder zweckmäßigerweise in der gegen­ seitigen Anschlagposition der Druckflächen zwischen deren flächigen Kontaktzonen angeordnet, wodurch die geringe Wärmeleitfähigkeit der Faserverbund-Tellerfeder auch für den bei maximaler Strebenlast wirksamen Lastübertragungspfad ausgenutzt wird.According to claim 8, the plate spring is advantageously in the against side stop position of the pressure surfaces between their flat Contact zones arranged, resulting in the low thermal conductivity of the Fiber composite disc spring also for those with maximum strut load effective load transmission path is used.

Gemäß einem weiteren, besonders bevorzugten Aspekt der Erfindung sind die Druckflächen nach Anspruch 9 zwischen den punkt- oder li­ nienförmigen und den anschlagbildenden Kontaktzonen jeweils mit im Lastbereich zwischen Streben-Teillast und maximaler Strebenlast wirksamen Übergangsabschnitten versehen, deren jeweilige Anlagebe­ reiche an der Tellerfeder sich mit wachsender Strebenlast radial vom randseitigen zum mittleren, mit der anschlagbildenden Kontaktzone zusammenwirkenden Tellerfeder-Abschnitt verlagern. Hierdurch wird erreicht, daß die wirksame Tellerfederfläche bei Überschreiten der vorgegebenen Streben-Teillast kontinuierlich abnimmt und demzufolge die Federsteifigkeit im oberen Lastbereich progressiv bis zur Höhe der über die Anschläge bewirkten, in Lastrichtung im wesentlichen starren Verkoppelung der Strebenenden ansteigt, wodurch das dynami­ sche Ansprechverhalten der Strebe wesentlich verbessert wird. Um dabei im Lastbereich zwischen Streben-Teillast und maximaler Stre­ benlast auch den Wärmeleitquerschnitt mit hoher Genauigkeit der jeweils zur Lastübertragung erforderlichen Querschnittsgröße nach­ zuführen und dadurch die durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit der Strebe weiter abzusenken, empfiehlt es sich gemäß Anspruch 10 in besonders bevorzugter Weise, daß sich die jeweiligen Anlagebereiche der Übergangsabschnitte der Druckflächen an der Tellerfeder, ausge­ hend von der Größe der anschlagbildenden Kontaktzonen bei maximaler Strebenlast, stetig bis zum Erreichen des punkt- oder linienförmigen Kontaktes bei Streben-Teillast verkleinern, was gemäß Anspruch 11 auf baulich einfache Weise dadurch erreicht wird, daß die Übergangs­ abschnitte der Druckflächen entsprechend konvex gewölbt gestaltet sind. According to a further, particularly preferred aspect of the invention are the printing areas according to claim 9 between the dot or li helical and the stop-forming contact zones each with im Load range between strut partial load and maximum strut load effective transition sections, their respective systems range with the strut spring with increasing strut load radially from marginal to the middle, with the stop-forming contact zone relocate the cooperating disc spring section. This will achieved that the effective disc spring area when the predetermined strut partial load decreases continuously and consequently the spring stiffness in the upper load range progressively up to the height of those brought about by the stops essentially in the load direction rigid coupling of the strut ends increases, which makes the dynami cal response of the strut is significantly improved. Around thereby in the load range between strut partial load and maximum strut benlast also the thermal cross section with high accuracy of cross-sectional size required for load transfer feed and thereby the average thermal conductivity of the Lower strut further, it is recommended according to claim 10 in particularly preferred way that the respective investment areas the transition sections of the pressure surfaces on the plate spring, out depending on the size of the contact zones at maximum Strut load, steady until reaching the point or line Reduce contact at strut partial load, which according to claim 11 is achieved in a structurally simple manner in that the transition sections of the printing surfaces are designed to be convex are.  

Ferner läßt sich, wie gemäß Anspruch 12 bevorzugt, die erfindungs­ gemäße Strebe dadurch ohne weiteres sowohl als Zug- als auch als Druckstrebe ausbilden, daß sie mit zwei, jeweils in einer Lastrich­ tung wirkenden Druckflächenpaaren mit dazwischenliegender Tellerfe­ der versehen ist.Furthermore, as is preferred according to claim 12, the Invention according strut thereby easily as both pull and as Form strut that they with two, each in a Lastrich pressure plate pairs with plate disc in between that is provided.

Schließlich empfiehlt es sich für den bevorzugten Anwendungsfall einer Tieftemperaturtank-Aufhängung an Bord eines Raumfahrzeuges mit beschleunigungsabhängigen Strebenbelastungen von kurzzeitig 15 g oder mehr, die Tellerfeder-Charakteristik so zu wählen, daß die punkt- oder linienförmigen Druckflächen-Kontaktzonen bis etwa 1 g wirksam sind und die in Lastrichtung im wesentlich starre Verkoppe­ lung über die anschlagbildenden Kontaktzonen bei etwa 15 g erreicht wird, woraus sich eine besonders wirksame Reduzierung der über die Strebe geleiteten Wärmemenge während der Lebensdauer des Raumfahr­ zeuges ergibt.Finally, it is recommended for the preferred application a low-temperature tank suspension on board a spacecraft acceleration-dependent strut loads of 15 g for a short time or more to choose the disc spring characteristic so that the punctiform or linear pressure surface contact zones up to about 1 g are effective and the coupling is essentially rigid in the load direction reached about 15 g via the stop-forming contact zones is, which results in a particularly effective reduction of the over Strut conducted amount of heat during the life of space travel results.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:The invention is now based on an embodiment in Connection explained in more detail with the drawings. It show in strong schematic representation:

Fig. 1 eine Zug- und Druckstrebe im Längsschnitt; und Figure 1 is a tension and compression strut in longitudinal section. and

Fig. 2a-c die Strebe gem. Fig. 1 im Ausschnitt A unter Zugbe­ lastungen bis zur Höhe einer der einfachen Erdbe­ schleunigung entsprechenden Streben-Teillast (a), im oberen Lastbereich zwischen Streben-Teillast und maximaler Strebenlast (b) und in der Anschlagposi­ tion bei maximaler Strebenlast von 15 g und mehr (c). Fig. 2a-c, the strut gem. Fig. 1 in section A under Zugbe loads up to the amount of a simple earth acceleration corresponding strut partial load (a), in the upper load range between strut partial load and maximum strut load (b) and in the stop position at maximum strut load of 15 g and more (c).

In den Fig. ist eine von mehreren baugleichen Zug- und Druckstreben 2 gezeigt, über die ein in Fig. 1 ausschnittsweise angedeuteter Tieftemperaturtank 4 für eine kryogene Flüssigkeit, z. B. Helium, in allen sechs Freiheitsgraden lagestabil und mit hohem Wärmeleitwider­ stand an der in Fig. 1 ebenfalls ausschnittsweise angedeuteten Trag­ struktur 5 eines Raumfahrzeuges aufgehängt ist. In the Fig., A plurality of identical construction of push-pull rods 2 is shown via which a cutout, in FIG. 1, indicated cryogenic tank 4 for a cryogenic liquid, such. B. helium, in all six degrees of freedom position stable and with high thermal resistance stood on the in Fig. 1 also partially indicated support structure 5 of a spacecraft is suspended.

Jede Strebe 2 enthält zwei rohrförmige, koaxial zueinander mit ra­ dialem Zwischenraum ineinandergreifende, einerseits am Tieftempera­ turtank 4 und andererseits an der Tragstruktur 6 gelenkig befestigte Endstücke 8, 10 aus Faserverbundwerkstoff, die jeweils in Druckrich­ tung der Strebe 2 durch ein plattenförmiges, am Endstück 8 befestig­ tes Druckstück 12.1 und ein kreisringförmiges, am Endstück 10 befe­ stigtes Druckstück 12.2 sowie eine zwischen diesen wirksame, ringke­ gelförmige Tellerfeder 14 und in Zugrichtung der Strebe 2 gleich­ falls durch ein plattenförmiges, am Endstück 8 befestigtes Druck­ stück 16.1, ein am Endstück 10 befestigtes Druckstück 16.2 und eine dazwischenliegende, ringkegelförmige Tellerfeder 18 lastübertragend miteinander verkoppelt sind.Each strut 2 contains two tubular, interlocking coaxially with ra dialem space, on the one hand at low temperature turtank 4 and on the other hand articulated to the support structure 6 end pieces 8 , 10 made of fiber composite material, each in the printing direction of the strut 2 by a plate-shaped, at the end piece 8 befestig tes pressure piece 12.1 and an annular, BEFE on the end piece 10 stigtes pressure piece 12.2 and an effective therebetween, Ringke gel plate spring 14 and in the pulling direction of the strut 2 is optionally tee by a plate-shaped, fixed on the end piece 8 pressure 16.1, a fixed end piece 10 Pressure piece 16.2 and an intermediate, ring-conical plate spring 18 are coupled to each other in a load-transmitting manner.

Die Tellerfedern 14 und 18 bestehen aus Carbon- oder Glasfaser-Ver­ bundwerkstoff mit einem quasiisotropen Faserlagenaufbau, also z. B. in Umfangs- und in Radialrichtung der Tellerfeder verlaufenden Uni­ direktionallagen und weiteren, die Unidirektionallagen unter ± 45° kreuzenden Faserlagen. Am Innen- und am Außenrand ist jede Teller­ feder 14, 18 durch einen Hartmetallring 20.1 bzw. 20.2 mit einer dem angrenzenden Druckstück 12 bzw. 16 zugekehrten, kreislinienförmigen Schneide 22 eingefaßt.The plate springs 14 and 18 consist of carbon or glass fiber composite material with a quasi-isotropic fiber layer structure, that is to say, for. B. in the circumferential and radial directions of the diaphragm spring uni directional layers and other, the unidirectional layers under ± 45 ° crossing fiber layers. On the inner and outer edge, each plate spring 14 , 18 is bordered by a hard metal ring 20.1 or 20.2 with an adjacent pressure piece 12 or 16 facing, circular cutting edge 22 .

Die mit der Tellerfeder 14 bzw. 18 zusammenwirkenden Druckflächen 24.1 und 24.2 der Druckstücke 12 bzw. 16 bestehen jeweils aus einer linienförmigen Kontaktzone a, an der sich die Tellerfeder 14 bzw. 18 bis zu einer vorgegebenen Streben-Teillast über die am Tellerfeder­ rand befestigte Metallring-Schneide 22 abstützt, einem konvex ge­ wölbten Übergangs-Flächenabschnitt b, der mit der oberen bzw. unte­ ren Tellerfeder-Mantelfläche im Lastbereich zwischen vorgegebener Teillast und maximaler Strebenlast zusammenwirkt, sowie einer daran anschließenden, ebenflächigen, kreisringförmigen Kontaktzone c, wo­ bei die Kontaktzonen c jedes Druckflächenpaares 24 in Strebenlängs­ richtung fluchtend übereinanderliegen und bei maximaler Strebenlast auf die weiter unten näher erläuterte Weise unter Zwischenschaltung der Tellerfeder 14 bzw. 18 gegenseitig auf Anschlag verfahren.The interacting with the plate spring 14 and 18 pressure surfaces 24.1 and 24.2 of the pressure pieces 12 and 16 each consist of a linear contact zone a, on which the plate spring 14 or 18 up to a predetermined strut partial load on the metal ring attached to the edge of the plate spring -Cutting 22 supports, a convex ge curved transition surface section b, which interacts with the upper or lower ren spring plate surface in the load range between the specified partial load and maximum strut load, and an adjoining, flat, circular contact zone c, where the contact zones c each pair of pressure surfaces 24 lie one above the other in the strut longitudinal direction and at maximum strut load move in the manner explained in more detail below with the interposition of the plate spring 14 or 18 against each other to the stop.

Die Druckstücke 12 und 16 sind zumindest im Bereich ihrer punkt- oder linienförmigen Kontaktzonen a etwa mittels des Verstärkungsrin­ ges 26 gem. Fig. 2 hartmetallisiert und können im übrigen ebenfalls aus Faserverbundwerkstoff hergestellt sein. Das Druckstück 16.1 ist mit dem Streben-Endstück 8 einstellbar verschraubt, so daß die Tel­ lerfedern 14, 18 im entlasteten Zustand der Strebe 2 unter Vorspan­ nung gesetzt werden können. Die Vorspannung wird so groß gewählt, daß die Tellerfeder 14 in der Anschlagposition des in Streben-Zug­ richtung wirkenden (gem. Fig. 1 unteren) Druckflächenpaares 24 und die Tellerfeder 18 in der Anschlagposition des in Druckrichtung wir­ kenden Druckflächenpaares 24 mit der Schneide 22 noch in punkt- oder linienförmigen Kontakt an dem zugeordneten Verstärkungsring 26 bleibt.The pressure pieces 12 and 16 are at least in the area of their point or line-shaped contact zones a, for example by means of the reinforcing ring 26 according to FIG. Fig. 2 hard metallized and can also be made of fiber composite material. The pressure piece 16.1 is screwed to the strut end piece 8 adjustable, so that the Tel lerfedern 14 , 18 can be set under tension in the relieved state of the strut 2 . The preload is chosen so large that the plate spring 14 in the stop position of the strut-train direction (according to FIG. 1 lower) pressure surface pair 24 and the plate spring 18 in the stop position of the pressure surface pair 24 with the cutting edge 22 still remains in point or line contact on the associated reinforcing ring 26 .

Für den Zugbelastungsfall der Strebe 2 im unteren Lastbereich bis zu der vorgegebenen Streben-Teillast ist die Stellung der kraftübertra­ genden Teile 16, 18 in Fig. 2a dargestellt. Die Lastübertragung zwischen den Streben-Endstücken 8, 10 erfolgt über den für diesen Lastbereich ausreichenden, punkt- oder linienförmigen Kontakt zwi­ schen den Kontaktzonen a und den Tellerfederschneiden 22, also über sehr kleine Lastübertragungs- und damit auch Wärmeleitquerschnitte, so daß die Strebe 2 - unter Einbeziehung der geringen Wärmeleitfä­ higkeit des Faserverbundmaterials - in den Phasen niedriger Bela­ stung einen sehr hohen Wärmeleitwiderstand besitzt.For the tensile load case of the strut 2 in the lower load range up to the predetermined strut partial load, the position of the force-transmitting parts 16 , 18 is shown in Fig. 2a. The load transfer between the strut end pieces 8 , 10 takes place via the point-or line-shaped contact sufficient for this load range between the contact zones a and the cup spring washers 22 , that is to say via very small load transmission and thus also heat-conducting cross sections, so that the strut 2 - including the low thermal conductivity of the fiber composite material - has a very high thermal conductivity in the phases of low load.

Wird die Teillastgrenze überschritten, so wird die Tellerfeder 18 so stark weiterverformt, daß die Übergangsabschnitte b der Druckflächen 16.1 und 16.2 mit den Mantelflächen der Tellerfeder 18 kraftübertra­ gend zusammenwirken (Fig. 2b), wobei sich die Tellerfederschneiden 22 von den Kontaktzonen a abheben. Infolge der zu den flächigen Kon­ taktzonen c hin abnehmenden Krümmung der Übergangsabschnitte b nimmt die Breite, x, der kreisringförmigen, tellerfederseitigen Anlagebe­ reiche K der Druckflächen 24.1 und 24.2 mit zunehmender Strebenlast kontinuierlich zu, so daß sich der wirksame Lastübertragungs- und Wärmeleitquerschnitt der Strebe 2 selbsttätig an die jeweils einwir­ kende Strebenlast anpaßt. Gleichzeitig wandern die Anlagebereiche K der Druckflächen 24.1 und 24.2 mit zunehmender Strebenlast radial nach innen bzw. außen zur Mitte der Tellerfeder 18 hin, wodurch sich die zwischen den Druckstücken 16.1 und 16.2 wirksame, radiale Tel­ lerfederlänge - unter entsprechender, hierzu umgekehrt proportiona­ ler Erhöhung der Federsteifigkeit - verringert und gegen Null geht, wenn die Strebe 2 die Anschlagposition maximale Flächenkontakts (Fig. 2c) erreicht, in der die ebenflächigen Kontaktzonen c der Druckflächen 24.1 und 24.2 unter Zwischenlage des mittleren Teller­ federabschnitts aufeinanderstoßen und eine im wesentlichen starre Verkoppelung der Streben-Endstücke 8, 10 bei maximaler Strebenlast bewirken. In gleicher Weise wird im Druckbelastungsfall eine last­ abhängige Anpassung der Lastübertragungs- und Wärmeleitquerschnitte mittels der dann kraftübertragenden Teile 12, 14 erreicht.If the part load limit is exceeded, the diaphragm spring 18 is further deformed so strong that the transition portions b of the pressure surfaces 16.1 and 16.2 with the lateral surfaces of the plate spring 18 operating power quietly cooperating (Fig. 2b), wherein the plate spring blades 22 apart from the contact zones a. As a result of the curvature of the transition sections b decreasing towards the flat contact zones c, the width, x, of the circular, plate spring-side abutment areas K of the pressure surfaces 24.1 and 24.2 increases continuously with increasing strut load, so that the effective load transmission and thermal conductivity cross section of the strut 2 automatically adjusts to the respective strut load. At the same time, the contact areas K of the pressure surfaces 24.1 and 24.2 move radially inwards and outwards towards the center of the plate spring 18 with increasing strut load, which increases the effective radial spring length between the pressure pieces 16.1 and 16.2 - with a corresponding, inversely proportional increase in the Spring stiffness - reduced and approaching zero when the strut 2 reaches the stop position of maximum surface contact ( Fig. 2c), in which the flat contact zones c of the pressure surfaces 24.1 and 24.2 meet with the intermediate section of the spring plate and an essentially rigid coupling of the strut- Carry out end pieces 8 , 10 at maximum strut load. In the same way, in the event of pressure loading, a load-dependent adaptation of the load transmission and heat-conducting cross sections is achieved by means of the then force-transmitting parts 12 , 14 .

Infolge des lastabhängig variablen Wärmeleitwiderstandes der Strebe 2 wird der im zeitlichen Durchschnitt über die Strebe 2 geleitete Wärmestrom - bei entsprechender Bemessung der Tellerfedern 14, 18 und der Streben-Teillastgrenze - maßgeblich durch den vergleichswei­ se hohen Wärmeleitwiderstand der punkt- oder linienförmigen Druck­ stück-Kontaktzonen a bestimmt. In dem bevorzugten Anwendungsfall einer Tieftemperatur-Aufhängung an Bord eines Raumfahrzeuges wird die Strebe 2 so ausgelegt, daß bis zur Höhe der Ruhemasse des ge­ füllten Tieftemperaturtanks, also unter der Wirkung der einfachen Erdbeschleunigung und im Orbit, die Kraftübertragung über die punkt- oder linienförmigen Kontaktzonen a erfolgt und der Anschlag-Lastpfad über die flächigen Kontaktzonen c nur kurzzeitig, vor allem beim Start, wo Beschleunigungen von 15 g und mehr erreicht werden, zur Wirkung kommt. Im Vergleich zu der Wochen bis Jahre dauernden Le­ benszeit eines Raumfahrzeuges fällt die in der Startphase bewirkte Verringerung des Wärmeleitwiderstandes der Strebe 2 kaum ins Ge­ wicht.As a result of the load-dependent, variable thermal conductivity of the strut 2 , the heat flow conducted over time via the strut 2 - with appropriate dimensioning of the plate springs 14 , 18 and the strut partial load limit - is significant due to the comparatively high thermal conductivity of the point or line pressure piece contact zones a determined. In the preferred application of a low-temperature suspension on board a spacecraft, the strut 2 is designed so that up to the amount of the rest mass of the filled low-temperature tank, i.e. under the effect of simple acceleration of gravity and in orbit, the power transmission via the point or line-shaped contact zones a occurs and the impact load path across the flat contact zones c only takes effect for a short time, especially at the start, where accelerations of 15 g and more are achieved. Compared to the lifespan of a spacecraft that lasts for weeks or years, the reduction in the thermal resistance of the strut 2 caused in the starting phase is of little importance.

Claims (13)

1. Zug- und/oder Druckstrebe geringer Wärmeleitfähigkeit für vor­ übergehend hohe mechanische Belastungen, insbesondere zur Auf­ hängung eines Tieftemperaturtanks in einem Außenbehälter, mit jeweils in Lastrichtung der Strebe kraftübertragend zwischen den Strebenenden angeordneten, paarweise einander zugekehrten Druckflächen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einander zugekehrten Druckflächen (24) mindestens eine bis zu einer vorgegebenen Streben-Teillast punkt- oder linien­ förmig mit dem Innenrand an der einen und mit dem Außenrand an der anderen Druckfläche anliegende Tellerfeder (14, 18) ange­ ordnet ist und die Druckflächen zusätzlich zu den punkt- oder linienförmigen Kontaktzonen (a) mit flächigen, tellerfederwegabhängig als Anschläge bei maximaler Strebenlast wirkenden Kontaktzonen (c) versehen sind.1. tension and / or compression strut low thermal conductivity for temporarily high mechanical loads, in particular for hanging a low-temperature tank in an outer container, each in the load direction of the strut between the strut ends arranged in pairs, facing pressure surfaces, characterized in that between each other facing pressure surfaces ( 24 ) at least one up to a predetermined strut partial load point or line shape with the inner edge on one and with the outer edge on the other pressure surface adjacent disc spring ( 14 , 18 ) is arranged and the pressure surfaces in addition to the point - or linear contact zones (a) are provided with flat contact zones (c) which act as stops at maximum strut load, depending on the spring deflection. 2. Zug- und/oder Druckstrebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (14, 18) aus Faserverbundwerkstoff hergestellt ist.2. tension and / or compression strut according to claim 1, characterized in that the plate spring ( 14 , 18 ) is made of fiber composite material. 3. Zug- und/oder Druckstrebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (14, 18) am Innen- und am Außenrand jeweils mit einem schneidenförmig der zugeordneten Druckfläche (24) zuge­ kehrten Metallring (20) versehen ist. 3. tension and / or compression strut according to claim 2, characterized in that the plate spring ( 14 , 18 ) on the inner and outer edge is provided with a cutting edge of the associated pressure surface ( 24 ) facing metal ring ( 20 ). 4. Zug- und/oder Druckstrebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (14, 18) eine quasiisotrope Faserorientierung aufweist.4. tension and / or compression strut according to claim 2 or 3, characterized in that the plate spring ( 14 , 18 ) has a quasi-isotropic fiber orientation. 5. Zug- und/oder Druckstrebe nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (14, 18) in Lastrichtung vorgespannt ist.5. tension and / or compression strut according to one of the preceding claims, characterized in that the plate spring ( 14 , 18 ) is biased in the load direction. 6. Zug- und/oder Druckstrebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Tellerfeder (14, 18) veränderlich einstell­ bar ist.6. tension and / or compression strut according to claim 5, characterized in that the bias of the plate spring ( 14 , 18 ) is variably adjustable bar. 7. Zug- und/oder Druckstrebe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflächen (24) jeweils an einem zumindest im Bereich der druck- oder linienförmigen Kontaktzone (a) hartmetallisierten Faserverbund-Druckstück (12, 16) ausgebildet sind.7. tension and / or compression strut according to any one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the pressure surfaces ( 24 ) are each formed on an at least in the region of the pressure or line-shaped contact zone (a) hard-metallized fiber composite pressure piece ( 12 , 16 ) . 8. Zug- und/oder Druckstrebe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die flächigen Kontaktzonen (c) unter Zwischenlage der Tellerfe­ der (14, 18) in die gegenseitige Anschlagposition verfahrbar sind.8. tension and / or compression strut according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the flat contact zones (c) with the interposition of the Tellerfe ( 14 , 18 ) are movable into the mutual stop position. 9. Zug- und/oder Druckstrebe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflächen (24) zwischen den punkt- oder linienförmigen und den anschlagbildenden Kontaktzonen (a, c) jeweils mit im Lastbereich zwischen Streben-Teillast und maximaler Strebenlast wirksamen Übergangsabschnitten (b) versehen sind, deren jewei­ lige Anlagebereiche (K) an der Tellerfeder (14, 18) sich mit wachsender Strebenlast radial vom randseitigen zum mittleren Tellerfeder-Abschnitt verlagern.9. tension and / or compression strut according to any one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the pressure surfaces ( 24 ) between the point or line-shaped and the stop-forming contact zones (a, c) each with in the load range between strut partial load and maximum strut load effective transition sections (b) are provided, the respective abutment areas (K) on the plate spring ( 14 , 18 ) shift radially with increasing strut load from the edge-side to the middle plate spring section. 10. Zug- und/oder Druckstrebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die jeweiligen Anlagebereiche (K) der Übergangsabschnitte an der Tellerfeder (14, 18) mit zunehmender Strebenlast stetig bis zur Größe der anschlagbildenden Kontaktzone (c) ver­ größern.10. tension and / or compression strut according to claim 9, characterized in that the respective contact areas (K) of the transition sections on the plate spring ( 14 , 18 ) with increasing strut load steadily ver up to the size of the stop-forming contact zone (c). 11. Zug- und/oder Druckstrebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsabschnitte (b) entsprechend der Vergrößerung ihres jeweiligen Anlagebereichs (K) konvex gewölbt sind.11. tension and / or compression strut according to claim 10, characterized in that the transition sections (b) according to the enlargement of their the respective investment area (K) are convex. 12. Zug- und/oder Druckstrebe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung sowohl von Zug- als auch von Drucklasten zwei, jeweils in einer Lastrichtung wirkende Druckflächenpaare (24) mit dazwischenliegender Tellerfeder (14, 18) vorgesehen sind.12. tension and / or compression strut according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that for the transmission of both tensile and compressive loads two, each acting in a load direction pressure surface pairs ( 24 ) with an intermediate disc spring ( 14 , 18 ) are provided . 13. Zug- und/oder Druckstrebe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che zur Übertragung beschleunigungsabhängiger Lasten von 15 g und mehr, dadurch gekennzeichnet, daß die punkt- oder linienförmigen Druckflächen-Kontaktzonen (a) bis etwa 1 g und die anschlagbildenden Kontaktzonen (c) ab etwa 15 g wirksam sind.13. tension and / or compression strut according to one of the preceding claims for the transfer of acceleration-dependent loads of 15 g and more, characterized in that the point or line-shaped pressure surface contact zones (a) up to about 1 g and the stop-forming contact zones (c) from about 15 g are effective.
DE19934331460 1993-09-16 1993-09-16 Draw and/or pressure strut Expired - Fee Related DE4331460C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934331460 DE4331460C1 (en) 1993-09-16 1993-09-16 Draw and/or pressure strut

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934331460 DE4331460C1 (en) 1993-09-16 1993-09-16 Draw and/or pressure strut

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4331460C1 true DE4331460C1 (en) 1995-05-24

Family

ID=6497849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19934331460 Expired - Fee Related DE4331460C1 (en) 1993-09-16 1993-09-16 Draw and/or pressure strut

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4331460C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19934157A1 (en) * 1999-07-21 2001-02-01 Daimler Chrysler Ag Fastening device for a cryogenic satellite tank

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1896812U (en) * 1964-04-30 1964-07-16 Rheinhold & Mahla Gmbh SPACER.
DE1991283U (en) * 1968-08-08 Rheinstahl Hen schel Aktiengesellschaft, 3500 Kassel Spacers, especially for engine compartment insulation
DE9107870U1 (en) * 1991-06-26 1991-12-12 Csd International B.V., Opmeer, Nl

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1991283U (en) * 1968-08-08 Rheinstahl Hen schel Aktiengesellschaft, 3500 Kassel Spacers, especially for engine compartment insulation
DE1896812U (en) * 1964-04-30 1964-07-16 Rheinhold & Mahla Gmbh SPACER.
DE9107870U1 (en) * 1991-06-26 1991-12-12 Csd International B.V., Opmeer, Nl

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19934157A1 (en) * 1999-07-21 2001-02-01 Daimler Chrysler Ag Fastening device for a cryogenic satellite tank
US6499700B1 (en) 1999-07-21 2002-12-31 Eads Deutschland Gmbh Attachment device for a cryogenic satellite tank
DE19934157B4 (en) * 1999-07-21 2004-12-09 Eads Deutschland Gmbh Fastening device for a cryogenic satellite tank

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69914974T2 (en) Boom made of composite material
DE2321190B2 (en) Parabolic spring
DE7320172U (en) Leaf spring with at least one spring leaf
EP1714866B1 (en) Monocoque wing structure
EP1989378B1 (en) Pneumatic structural element
DE3603352C2 (en)
DE2850968C2 (en) Fuel assembly for a water-cooled nuclear reactor
DE3743451C2 (en)
DE69720685T2 (en) UNIT CONSISTING OF TWO ELEMENTS OF A PLANT OR CIVIL STRUCTURE AND A CONNECTING DEVICE
DE4331460C1 (en) Draw and/or pressure strut
DE4312343A1 (en) Overload absorber in fibre composite type of construction
DE2140170C3 (en) Resilient tensioning element in nuclear reactors
DE1784022C3 (en) Elongated support member for structures, in particular girders
DE1009500B (en) Hollow suspension bodies made of rubber or elastic plastic, in particular for absorbing bumps in vehicles
EP3469143A1 (en) Pneumatic support
DE4323510C2 (en) Tension and / or compression strut
DE10104661B4 (en) Suspension device for loads moving in the vertical direction, in particular pipes and the like
WO2012028651A1 (en) Vessel arrangement, in particular cryogenic vessel arrangement
DE19748682B4 (en) Support bearing spring element and support bearing for helicopter tail rotors and support structures for use in space
EP0449165A2 (en) Seat arrangement, in particular for motor vehicles
DE3517239C2 (en)
DE763777C (en) Self adjusting camp
DE3042993A1 (en) Telescopic crane jib with plastics bearings - is of angular cross=section at bottom and radiused at top
DE7739969U1 (en) Leaf spring
AT221878B (en) Solid, one-piece suspension body made of rubber or the like.

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licenses declared (paragraph 23)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: EUROCOPTER DEUTSCHLAND GMBH, 86609 DONAUWOERTH, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee