NL8006401A - Opbouwbaar vakwerkconstructiedeel. - Google Patents

Description

9 ' ' , T Tj/Se/Erno 7

Opbouwbaar vakwerkconstructiedeel.

De uitvinding heeft betrekking op een vakwerkconstructiedeel voor ruimtestations met langsstijlen en de hoekpunten van buitenzijden verbindende dwarsstijlen.

Bij de opbouw van grote ruimtestations moet er 5 van uit worden gegaan:·.*., dat deze in de regel uit op aarde vooraf vervaardigde en in de ruimte samengebouwde vakwerk-constructies zullen bestaan. Dergelijke vakwerkconstructies moeten daarom , om transport- en kostenredenen, voor de vlucht met een ruimtetransporttoestel of een raket rela-io tief kleine afmetingen hebben. Vakwerkconstructies zijn echter onderdelen met een relatief grote benodigde ruimte en voldoen dus niet aan de eis van relatief kleine afmetingen. Om vakwerkconstructies als op aarde vooraf vervaardigde constructiedelen toch voor ruimtestations te -j 15 kunnen gebruiken, zal het daarom gewenst zijn, om dergelijke onderdelen tot een voor het transport geschikte omvang te reduceren, b.v. door samenklappen.

Voor de opbouw van grote vakwerkconstructies zijn reeds samenklapbare vakwerkconstructiedelen bekend. Zo is 20 bijvoorbeeld uit het Amerikaanse octrooischrift 31 44 215 onder het begrip "STEM" (storable tubular extendible member Λ. — — — = voor opslag geschikt uitschuifbaar buisvormig orgaan) een constructie-element bekend, dat echter met betrekking tot zijn sterkte en stijfheid slechts aan geringe belas-25 tingen kan worden blootgesteld. Een ander vakwerkconstruc-tie-element is het onder het begrip "ASTRO-Mast" bekende constructie-element, dat zowel met de hand uitgevouwen alsook automatisch uitgeschoven kan worden. Deze "ASTRO-Mast" bestaat door middel van elastisch vervormbare afzonderlijke 30 elementen met elkaar verbonden langsstijlen en dwarsstijlen, die bovendien zelf een relatief grote elasticiteit moeten hebben, om samengeklapt te kunnen worden. Aan een dergélijke eis zou men weliswaar met zogenaamde veermaterialen kunnen voldoen, maar niet met de tegenwoordig in de ruimte-35 vaarttechniek noodzakelijke materialen, zoals met koolstof- 800 6 40 1 . -2- vezels of boorvezels gewapende materialen. Omdat men vanwege de hoge vormstabiliteit en de geringe thermische ver-vormingsgraad voor ruimtevaarttoepassingen niet buiten dergelijke kort kunststoffen genoemde materialen kan, 5 is het niet mogelijk om vakwerkconstructies volgens het principe van de "ASTRO-Mast" met dergelijke materialen op te bouwen, en wel vanwege de onvoldoende elasticiteit.

Het doel van de uitvinding is daarom een vakwerk-constructiedeel voor ruimtestations te verschaffen, dat 10 voor het transport in de ruimte tot een sterk verminderde omvang samengeklapt kan worden. Volgens de uitvinding wordt het doel bereikt, doordat de langs- en dwarsstijlen zwenkbaar met elkaar zijn verbonden en dat de dwarsstijlen een zwenkbaar middengedeelte omvatten.

15 Met de uitvinding is het mogelijk om vakwerkcon- structiedelen op te bouwen, die voor het transport tot zeer kleine volumina opvouwbaar zijn. Daarbij kunnen de zwenkbare gedeelten van de dwarsstijlen en de aansluitingen van de dwarsstijlen aan de langsstijlen als schar-20 nier of als buigscharnier, b.v. als bladveer zijn uitgevoerd. Bovendien is het zinvol, de dwarsstijlen van ver-grendelingsinrichtingen voor het arreteren van de uitgevouwen toestand te voorzien. Voor het vergroten van het draagvermogen en de stijfheid kunnen bovendien nog diago-25 . naai stijlen, b.v. diagonaal kabels of uittrekbare diagonaalstijlen worden toegepast. Bovendien kunnen volgens dit principe grote constructies samengevoegd worden en tot de voor het transport noodzakelijke kleine omvang worden samengevouwen.

30 De uitvinding wordt hierna aan de hand van de teke ning nader verklaard.

Figuur 1 toont een vakwerkconstructiedeel in uitgevouwen en in opgevouwen toestand,

Figuur 2 t/m 4 tonen verschillende doorsneden voor 35 opvouwbare vakwerkconstructiedelen.

Figuur 5 toont een.vakwerkconstructiedeel met een diagonaalversteviging.

Figuur 6 en 7 tonen elk een vakwerkconstructiedeel 800 6 40 1 -3- met diagonaalstijlen.

Figuur 8 toont een vakwerkconstructiedeel met een vergrendelingsinrichting.

Figuur 9 toont een vakwerkconstructiedeel met een 5 elastisch buigscharnier.

Figuur 10 toont een uit meerdere afzonderlijke vakwerkconstructiedelen samengevoegd groot vakwerkconstructiedeel.

Figuur 11 toont een opvouwbaar zijvlak.

10 Figuur 12 toont een oprolbaar zijvlak.

Het in fig.la en lb weergegeven vakwerkconstructiedeel bestaat uit drie langsstijeln 1/ die op regelmatige afstanden door dwarsstijlen 2 met elkaar zijn verbonden. De langsstijlen 1 hebben de vorm van een hoekprofiel, zoals 15 weergegeven is , of zijn buizen en vormen de hoekpunten van een driehoekige doorsnede. Elk van de dwarsstijlen 2 is door middel van een aan beide einden aangebracht scharnier 3 met de langsstijlen 1 gekoppeld en bovendien geeft elke dwarsstijl 2 in het midden een ander scharnier 4.

20 Het onder andere ook uit met vezels gewapende materialen bestaande vakwerkconstructiedeel kan daarom worden opgevouwen. Hiertoe worden de dwarsstijlen 2 in hun scharnieren 3 en 4 , zoals aangegeven door pijlen 5, gevouwen, zodat het vakwerkconstructiedeel de in fig.l b weergegeven op-25 gevouwen toestand verkrijgt. In deze toestand neemt het in vergelijking met de in fig.la weergegeven toestand aanzienlijk minder ruimte in en is daardoor uitnemend geschikt voor transport in de ruimte.

De vakwerkconstructiedelen kunnen ook andere door-30 sneden dan driehoekige doorsneden hebben zoals in fig.l getoond. Fig.2 t/m fig.4 tonen, dat het ook mogelijk is om vakwerkconstructiedelen met tweehóekige , vierhoekige, zeshoekige of willekeurige doorsneden op te bouwen. De met a aangegeven tekeningen tonen daarbij de uitgevouwen toe-35 stand en de met b aangegeven tekeningen de samengevouwen toestand.

Om het draagvermogen te vergroten kunnen de vakwerkconstructiedelen ook voorzien worden van diagonaal- 800 6 40 1 -4- stijlen. Pig.5 toont een dergelijk onderdeel, waarbij als diagonaalstijlen kabels 6 zijn aangebracht. Bovendien zijn tussen de langsstijlen 1 en de dwarsstijlen 2, en wel in een verlengingsstuk 7 , trekveren 8 aangebracht, 5 die het automatisch uitvouwen, b.v. na het losnemen van een vergrendeling, mogelijk maken. Zoals fig.6 en 7 tonen, kunnen voor de diagonaalstijlen ook van lengte veranderlijke stangen 9 worden toegepast. In fig.6, zijn hiertoe stangen 9 aangebracht die vast met een scharnier 3 van een. 10 dwarsstijl 2 en aan een diagonaal tegenover liggende plaats verschuifbaar zijn gemonteerd. Bovendien is aan de verschuifbare einden van de stangen 9 telkens een aanslag 10 aangebracht, die in de uitgevouwen toestand tegen het bijbehorende scharnier 3 aanligt. Bij fig.7 zijn de als 15 diagonaalstijlen toegepaste van lengte veranderbare stangen 9 vast met de scharnieren 3 gekoppeld en daarvoor in het midden van een verlengingsorgaan 11 voorzien. Het opvouwen resp. uitvouwen van een van diagonaalstijlen voorzien vak-werkconstructiedeel wordt daardoor op geen enkele wijze 20 beïnvloed.

Zoals uit fig.8 blijkt, kunnen de dwarsstijlen 2 ook voorzien worden van een vergrendelingsinrichting 12, om de uitgevouwen toestand te fixeren. In het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld is aan één van de dwarsstijlen 2 een 25 grendellip 13 aangebracht, waarin een verlenggedeelte 14 .van een ander deel van de dwarsstijl kan vallen. De dwarsstijlen 2 kunnen ook door middel van elastische buigschar-nieren 15 met de langsstijlen 1 zijn gekoppeld, en in hun midden eveneens een elastisch buigscharnier 15 hebben.

30 Hiervoor kunnen bijvoorbeeld bladveren worden toegepast, die ook bij kunnen dragen tot het automatisch uitvouwen van de constructie.

De in de figuren 1 t/m 9 getoonde vakwerkconstruc-tiedelen kunnen ook door het samenvoegen van verschillende 35 constructiedelen tot één groot vakwerkconstructiedeel wor den opgebouwd. Daarbij blijft het voordeel van- het, opvouwen resp. uitvouwen, zoals fig.10 toont, behouden zodat ook dergelijke grote constructiedelen voor toepassing in de 8 00 6 40 1 -5- ruimte op aarde vooraf vervaardigd kunnen worden en voor het transport tot een geschikte kleine omvang opgevouwen kunnen worden. De doorsneden van de vakwerkconstructiede-len hebben op deze opbouw geen invloed.

5 De hierboven beschreven vakwerkconstructiedelen kunnen aan hun zijvlakken ook door opvouwbare of oprolbare vlakken geheel of gedeeltelijk worden bedekt. Pig.ll toont de doorsnede van een aan een zijvlak bedekt vakwerk-constructiedeel met een opvouwbaar vlak 16, waarvan de 10 vouweplaatsen 17 opvouwbaar door scharnieren 18 met elkaar zijn verbonden. Een andere uitvoeringsvorm voor het bedekken van de zijvlakken toont fig.l2. Hier bestaan deze zijvlakken 19 uit. oprolbare materialen, zoals b.v. folies, draadnetten of afzonderlijke draden. Deze opvouwbare of 15 oprolbare vlakken zouden ofwel direkt als oppervlak van een antenne of als steunconstructie voor zonnecellen of derge-lijke onderdelen kunnen worden gebruikt.

De vakwerkconstructie volgens de uitvinding kan als statisch zwaar belastbaar onderdeel met een zeer grote 20 stijfheid worden vervaardigd en voor het transport in de ruimte met een bijzonder ekonomisch plaatsgebruik worden opgevouwen. Daarbij zijn van de toepassing van moderne materialen, zoals met koolstofvezels, boorvezels of glasvezels gewapende materialen geen beperkingen te verwachten. .25 Behalve toepassing in de ruimtevaart kunnen dergelijke opvouwbare vakwerkonderdelen vanzelfsprekend ook overal op aarde.worden toegepast, waar vakwerkconstructies met een grote sterkte of stijfheid bij een nagenoeg volledige instandhouding van de constructig/eigenschappen voor transport 30 of voor opslag tot een zeer klein volume samengevouwen moeten worden.

800640 1

Claims (17)

1. Vakwerkconstructiedeel voor ruimtestations met langsstijlen en de hoekpunten van buitenzijden verbindende dwarsstijlen, met het kenmerk, dat de langs- en dwarsstijlen (1,2) zwenkbaar met elkaar zijn verbonden en dat de 5 dwarsstijlen(2)een zwenkbaar middengedeelte (4,15) omvatten.

2. Vakwerkconstructiedeel volgens conclusie. 1, met.het kenmerk, dat de zwenkbare gedeelten van de dwarsstijlen (2) en de aansluiting van de dwarsstijlen (2). aan. de langsstijlen (1) als scharnier (3,4) zijn uitgevoerd.

3. Vakwerkconstructiedeel volgens conclusie 1, met . het kenmerk, dat het zwenkbare gedeelte van de dwarsstijlen (2) en de aansluiting van de dwarsstijlen (2) aan de langsstijlen (1) als elastisch buigscharnier (15) is uitgevoerd.

4. Vakwerkconstructiedeel volgens een van de con- 15 clusies 1-3, met het kenmerk, dat de dwarsstijlen (2) een vergrendelingsinrichting (12) voor het fixeren van de uitgevouwen toestand omvatten.

5. Vakwerkconstructiedeel volgens een van de conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de dwarsstijlen (2) veren 20 (8) omvatten voor het automatisch uitvouwen van de vakwerk- constructiedelen.

6. Vakwerkconstructiedeel volgens een van de conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het vakwerkconstructiedeel ter vergroting van het draagvermogen en/of de stijfheid, 25 van diagonaalstijlen (6,9) is voorzien.

7. Vakwerkconstructiedeel volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat voor de diagonaalstijlen kabels (6) worden toegepast.

8. Vakwerkconstructiedeel volgens conclusie 6, met 30 het kenmerk, dat voor de diagonaalstijlen in langsrichting verschuifbare stangen ;(9) zijn aangebracht.

9. Vakwerkconstructiedeel volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat bij de in langsrichting verschuifbare stangen (9) een aanslag (10) behoort. 35 .

10. Vakwerkconstructiedeel volgens een van de con clusies 1-9, met het kenmerk, dat de doorsnede van het 800 6 40 1 i v -7- vakwerkconstructiedeel een driehoekige vorm heeft.

11. Vakwerkconstructiedeel volgens een van de conclusies 1-9, met het kenmerk, dat de doorsnede van het vakwerkconstructiedeel een vierhoekige vorm heeft.

12. Vakwerkconstructiedeel volgens een van de con clusies 1-9, met het kenmerk, dat de doorsnede van het vakwerkconstructiedeel een zeshoekige vorm heeft.

13. Vakwerkconstructiedeel volgéns een van de conclusies 1-12, met het kenmerk, dat een of meerdere zijvlak-10 ken gedeeltelijk en/of volledig bovendien door opvouwbare vlakken (16) bedekt zijn.

14: Vakwerkconstructiedeel volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de extra vlakken voor het opnemen van krachten en/of uitrustingsdelen als buigstijve platen zijn 15 uitgevoerd en eventueel bovendien aan afzonderlijke scharnieren (18) zijn vergrendeld.

15. Vakwerkconstructiedeel volgens een van de conclusies 1-13, met-het kenmerk, dat een zijvlak geheel en/of gedeeltelijk door elastische folies, draadnetten of afzon- 20 derlijke draden (19) is bedekt.

16. Vakwerkconstructiedeel volgens conclusie 15, met het kenmerk,dat de bedekkingsmaterialen (19) in opge--vouwen toestand van het constructiedeel opgerold zijn.

17. Vakwerkconstructiedeel volgens een van de voor-25 gaande conclusies, met het kenmerk, dat het vakwerkconstructiedeel onder instandhouding van de opvouw-baarheid resp. uitvouwbaarheid met andere vakwerkconstructiedelen tot ëën groot vakwerkconstructiedeel is samengevoegd, 8 00 6 40 1