DE102018112690A1

DE102018112690A1 - Vorrichtung zum Entfalten eines Mastes

Info

Publication number: DE102018112690A1
Application number: DE102018112690.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Hillebrandt; Martin ZANDER; Christian Hühne
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2019-11-28
Anticipated expiration: 2038-05-29
Also published as: DE102018112690B4; FR3081535A1; FR3081535B1; US10717628B2; US20190382231A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfalten eines aufgerollten länglichen Hohlkörpers aufweisend:- mindestens einen länglichen Hohlkörper, der ein geschlossenes Querschnittsprofil hat, und- eine Entfaltungsmechanik, die einen Wickelkern hat, auf dem der längliche Hohlkörper in einem ersten Zustand aufgerollt und zusammengedrückt ist und der durch Drehen den länglichen Hohlkörper von dem ersten Zustand in einen abgerollten und entfalteten zweiten Zustand überführt, wobei die Entfaltungsmechanik eine Stützeinrichtung aufweist, wobei die Stützeinrichtung- ein innenliegendes Stützelement hat, das in einem Hohlraum innerhalb des länglichen Hohlkörpers angeordnet ist und zumindest teilweise an der Innenwandung des länglichen Hohlkörpers anliegt, und- ein äußeres Fixierelement hat, das im Bereich des innenliegenden Stützelementes außerhalb des länglichen Hohlkörpers angeordnet ist, so dass zwischen dem äußeren Fixierelement und dem innenliegenden Stützelement der längliche Hohlkörper hindurchführbar ist,- wobei das innenliegende Stützelement mit dem äußeren Fixierelement form- und/oder kraftschlüssig zur axialen Positionsfixierung des innenliegenden Stützelementes zusammenwirkt, ohne direkt mechanisch mit diesem verbunden zu sein.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfalten eines aufgerollten länglichen Hohlkörpers, insbesondere eines entfaltbaren Mastes.
Seit Beginn der Raumfahrt werden Masten als Träger für Sensoren und Instrumente als Stützstruktur für Solar Arrays, Antennen und Solar Sails und für weitere Anwendungen eingesetzt. Da jedoch auch heute noch der Transport von Gütern, wie beispielsweise Satelliten einer strengen Gewichts- und Platzrestriktion unterliegen, stellen aus dem Transportgut herausragende Masten ein nicht unerhebliches Problem dar. Deshalb werden sehr häufig entfaltbare Masten verwendet, die anfänglich in einem aufgerollten und zusammengedrückten Zustand für den Transport ins All präpariert sind und dann am Bestimmungsort abgerollt und entfaltet werden, wodurch sie ihre entsprechende Stabilität erhalten und die entsprechenden Instrumente, Sensoren oder Solar Sails entsprechend stützen können.
Ein solcher entfaltbarer Mast besteht dabei in der Regel aus einem länglichen Hohlkörper, dessen Querschnitt so gestaltet ist, dass der längliche Hohlkörper zu einem flachen Band umgeformt werden kann. Je nach Konstruktion weist dieses flache Band die Tendenz auf, sich zu entfalten und somit den entsprechenden Hohlraum innerhalb des länglichen Hohlkörpers auszubilden.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird demzufolge unter einem länglichen Hohlkörper ein Bauteil verstanden, das sowohl im entfalteten als auch im aufgerollten Zustand vorliegen kann und im aufgerollten Zustand keinen Hohlraum aufweist. Die Bezeichnung länglicher Hohlkörper definiert dabei im breitesten Sinne die Fähigkeit, einen solchen Hohlraum innerhalb des länglichen Hohlkörpers auszubilden, nämlich dann, wenn der längliche Hohlkörper abgerollt und entfaltet ist.
Ein solcher länglicher Hohlkörper, der als entfaltbarer Mast insbesondere in der Raumfahrt eingesetzt werden soll, ist dabei auf einem Wickelkern aufgerollt, wodurch er zwangsläufig als flaches Band entsprechend auf dem Wickelkern aufgerollt vorliegt. Wird der Wickelkern nun um seine Achse gedreht, so wird der aufgerollte längliche Hohlkörper von seinem aufgerollten ersten Zustand in einen abgerollten und entfalteten zweiten Zustand überführt, wobei während des Abrollens von dem Wickelkern der längliche Hohlkörper seine ursprüngliche Querschnittsform wieder bzw. eine Übergangsquerschnittsform annimmt und sich entfaltet und somit den Hohlraum innerhalb des länglichen Hohlkörpers ausbildet.
Derartige entfaltbare Masten werden dabei meist aus dünnwandigen Schalen aus Metall oder Faserverbundwerkstoffen hergestellt, wobei sich die einzelnen Schalen aufgrund ihrer geringen Wandstärke elastisch zu einem flachen Band verformen und dadurch auf dem Wickelkern platzsparend aufrollen lassen. Man unterscheidet hierbei grundsätzlich zwei Arten von entfaltbaren Masten, die auch Schalenmasten genannt werden, nämlich jene mit einem offenen und einem geschlossenen Querschnittsprofil. Bei einem offenen Querschnittsprofil weist der entfaltbare Mast ein diskontinuierliches Querschnittsprofil, bspw. in Form einer länglichen Öffnung bzw. Schlitzung in dem Querschnittsprofil, auf, wodurch sich der Mast besser zusammenrollen und entfalten lässt. Derartige entfaltbare Masten mit einem offenen Querschnittsprofil können dabei zu einem einlagigen Band aufgefaltet werden, wodurch sie sich wesentlich platzsparender auf den Wickelkern aufrollen lassen.
Im Gegensatz hierzu weisen entfaltbare Masten mit einem geschlossenen Querschnitt keine derartige axiale Schlitzung auf, wodurch sich grundsätzlich eine stabilere Struktur entfaltet, allerdings nicht mehr einlagig auf dem Wickelkern aufgerollt werden können. Der radiale Platz um den Wickelkern herum beschränkt somit die Länge des aufgerollten Schalenmastes bei einem geschlossenen Querschnitt deutlich mehr als bei einem entfaltbaren Mast mit offenem Querschnittsprofil.
Strukturell kritisch bei derartigen länglichen Hohlkörpern, die als entfaltbare Schalenmasten eingesetzt werden sollen, ist der Übergangsbereich zwischen dem noch aufgerollten, flachgedrückten Teil des Hohlkörpers und dem bereits voll entfalteten Abschnitt. In diesem Übergangsbereich ist der Querschnitt des länglichen Hohlkörpers noch nicht voll entwickelt, wodurch sowohl die Steifigkeit als auch die Stabilität wesentlich herabgesetzt wird. In der Praxis wird daher der Übergangsbereich von au-ßen mit weiteren stützenden Elementen, wie externen Formschalen oder externen Führungsrollen stabilisiert, um so die im Allgemeinen höheren Lasten während der Entfaltung im Übergangsbereich entsprechend abtragen zu können.
Schalenmasten mit einem offenen Querschnittsprofil erlauben es, von außen durch Formschalen und von innen durch einen mit den äußeren Formschalen verbundenen Kern gestützt zu werden, da der Kern durch die seitliche Öffnung des Mastes nach außen hin befestigt werden kann. Dadurch wird das Profil des Mastes sehr gut gegen Verformung unter Belastung, wie das Ausbilden von Beulen, geschützt und im Übergangsbereich eingeschränkt. Somit ergibt sich eine erstrebenswerte Steifigkeit und Stabilität. Nachteilig an Masten mit offenem Profil ist jedoch die geringe Torsionssteifigkeit, insbesondere während des Entfaltungsvorgangs. Dadurch ist dieser Typ empfindlich gegenüber Biegedrillknicken, insbesondere bei schlanken, langen Masten.
Diesen Nachteil besitzen entfaltbare Masten mit geschlossenem Querschnittsprofil nicht, wodurch sie bei hohen Schlankheitsgraden und großen Längen strukturell deutlich effizienter sind. Von Nachteil ist jedoch, dass die Stützung des Übergangsbereiches weitaus schwieriger ist, da eine Stützung durch Formschalen hier nur aufgrund des geschlossenen Querschnittsprofils von außen erfolgen kann. Dies führt dazu, dass sich durch Belastung bildende Verformungen ungehindert nach innen ausbilden können, wodurch die Steifigkeit als auch die Stabilität des Mastes im Übergangsbereich bisweilen massiv herabgesetzt wird.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Vorrichtung zum Entfalten eines aufgerollten länglichen Hohlkörpers, insbesondere eines entfaltbaren Schalenmastes, anzugeben, mit der sich längliche Hohlkörper mit einem geschlossenen Querschnittsprofil insbesondere im Übergangsbereich entsprechend stützen lassen und so ein Herabsetzen der Stabilität insbesondere im Übergangsbereich beim Entfalten des Mastes zu verhindern.
Die Aufgabe wird mit der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen.
Gemäß Anspruch 1 wird eine Vorrichtung zum Entfalten eines aufgerollten länglichen Hohlkörpers vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung gattungsgemäß mindestens einen länglichen Hohlkörper aufweist, der ein geschlossenes Querschnittsprofil hat. Des Weiteren weist die Vorrichtung eine Entfaltungsmechanik auf, die mindestens einen Wickelkern hat, auf dem der längliche Hohlkörper in einem ersten Zustand aufgerollt und zusammengedrückt ist und der durch Drehen den länglichen Hohlkörper von dem ersten Zustand in einen abgerollten und entfalteten zweiten Zustand überführt.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird demzufolge unter einem länglichen Hohlkörper ein Bauteil verstanden, das sowohl zu einem flachen Band zusammengedrückt als auch einen stabilisierenden Querschnitt mit einem Hohlraum aufweisen kann. Demzufolge ist der längliche Hohlkörper auf einen Wickelkern aufrollbar, wodurch der längliche Hohlkörper zu einem flachen Band zusammengedrückt wird. Wird der längliche Hohlkörper dann in diesem flachen zusammengedrückten Zustand abgerollt, so entfaltet er sich und bildet demzufolge einen Hohlraum innerhalb des länglichen Hohlkörpers aus. Demzufolge wird auch der auf den Wickelkern aufgewickelte und zusammengedrückte Körper als Hohlkörper im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden, da er mindestens in dem zweiten Zustand den entsprechenden Hohlraum aufweist.
Erfindungsgemäß weist die Entfaltungsmechanik eine Stützeinrichtung auf, wobei die Stützeinrichtung ein innenliegendes Stützelement hat, das in einem Hohlraum innerhalb des länglichen Hohlkörpers angeordnet ist und zumindest teilweise an der Innenwandung des länglichen Hohlkörpers anliegt und ein äußeres Fixierelement hat, das im Bereich des innenliegenden Stützelementes außerhalb des länglichen Hohlkörpers angeordnet ist, so dass zwischen dem äußeren Fixierelement und dem innenliegenden Stützelement der längliche Hohlkörper hindurchführbar ist, wobei das innenliegende Stützelement und das äußere Fixerelement derart ausgebildet sind, dass das innenliegende Stützelement mit dem äußeren Fixierelement in axialer Richtung form- und/oder kraftschlüssig zu axialen Positionsfixierungen des innenliegenden Stützelementes zusammenwirkt, ohne direkt mechanisch mit diesen verbunden zu sein.
Demzufolge sind das Stützelement und das Fixierelement derart ausgebildet, dass sie zusammen einen Form- und/oder Kraftschluss ausbilden, so dass das innenliegende Stützelement im Hohlraum des länglichen Hohlkörpers durch das außenliegende Fixierelement durch einen Form- und/oder Kraftschluss axial an seiner Position fixiert wird. Durch den Form- und/oder Kraftschluss wird es möglich, dass beim Überführen des länglichen Hohlkörpers von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand dieser zwischen dem Stützelement und dem Fixierelement hindurchführbar ist und somit eine Relativbewegung zwischen dem Stützelement und dem Fixierelement ausführt, wobei Stützelement und Fixierelement gerade nicht direkt mechanisch miteinander verbunden sind, da der längliche Hohlkörper ein geschlossenes Querschnittsprofil hat und somit eine direkt Verbindung des innenliegenden Stützkerns bzw. Stützelementes mit dem außenliegenden Fixierelement gerade nicht möglich ist. Vielmehr wird das innenliegende Stützelement durch einen Formschluss und/oder einen Kraftschluss an dem Fixierelement gehalten, so dass ohne direkte mechanische Verbindung zwischen Stützelement und Fixierelement das Stützelement innerhalb des länglichen Hohlkörpers an seiner axialen Position fixiert werden kann.
Hierdurch wird es möglich, beim Entfalten des länglichen Hohlkörpers, der beispielsweise ein entfaltbarer Mast für Raumfahrtanwendungen sein kann, insbesondere den Übergangsbereich entsprechend zu stabilisieren, um so die Stabilität des Mastes zu verbessern und insbesondere Verformungen nach innen entgegenzuwirken. Denn gerade im Übergangsbereich, in den der Mast seine volle Querschnittsform noch nicht vollständig entfaltet hat, ist die Stabilisierung von innen heraus besonders vorteilhaft, so dass während der gesamten Entfaltung der längliche Hohlkörper von innen abgestützt werden kann und hiermit eine deutliche Erhöhung der Steifigkeit, Stabilität und Gesamttragfähigkeit und damit auch eine starke Erweiterung der Einsatzmöglichkeit bietet.
Das äußere Fixierelement ist dabei vorteilhafterweise so ausgebildet, dass es den gesamten länglichen Hohlköper in dem zu fixierenden Bereich umschließt und dabei zusammen mit dem an diesem Bereich innenliegend angeordneten Stützelement bzw. Stützkern einen Formschluss und/oder einen Kraftschluss ausbildet, wodurch beim Hindurchführen des Mastes zwischen Fixierelement und Stützelement in Entfaltungsrichtung das innenliegende Stützelement an der vorgegebenen axialen Position des entfalteten länglichen Hohlkörpers verbleibt.
Vorteilhafterweise weist die Entfaltungsmechanik ein Gestell bzw. Tragstruktur auf, an dem der Wickelkern und das äußere Fixierelement fest angeordnet sind, so dass das äußere Fixierelement gerade keine Relativbewegung in Bezug zu dem Wickelkern ausüben kann. Hierdurch wird auch das innenliegende Stützelement hinsichtlich einer Relativbewegung in Bezug auf den Wickelkern fixiert und verbleibt somit an der vorgegebenen axialen Position. Dies bedeutet nicht, dass das äußere Fixierelement der Stützeinrichtung nicht ggf. drehbar an dem Gestell angeordnet ist, um so ggf. tangentiale Bewegungen beim Entfalten des länglichen Hohlkörpers auszugleichen.
Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, wenn die Stützeinrichtung der Entfaltungsmechanik in einen Übergangsbereich innerhalb des Entfaltungsweges angeordnet ist, innerhalb dessen ein Abschnitt des länglichen Hohlkörpers von dem Wickelkern abgerollt, aber noch nicht vollständig entfaltet ist. Ausgehend von dem gesamten Entfaltungsweg von dem vollständig aufgerollten länglichen Hohlkörper bis hin zu dem vollständig abgerollten Hohlkörper befindet sich der Übergangsbereich nahe des Wickelkernes in einem Abschnitt, in dem der längliche Hohlkörper zwar schon einen Hohlraum ausbildet, jedoch noch nicht sein vollständiges Querschnittsprofil erreicht hat. Dieser Übergangsbereich ist letztlich der Tatsache geschuldet, dass der längliche Hohlkörper nicht sprunghaft seine Form von dem aufgerollten, zusammengedrückten Zustand hin zu dem entfalteten und abgerollten Zustand einnehmen kann, sondern dass eine derartige Formveränderung des länglichen Hohlkörpers von dem zusammengedrückten in den entfalteten Zustand gleichmäßig und stetig erfolgt. In diesem Übergangsbereich jedoch weist der längliche Hohlkörper beim Entfalten seine größte Schwachstellte hinsichtlich der Stabilität und Steifigkeit auf, so dass ein Abstützen des länglichen Hohlkörpers mit dem innenliegenden Stützelement in diesem Übergangsbereich besonders vorteilhaft ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Stützeinrichtung eine Formschlussmechanik auf, mit der ein Formschluss zwischen einem Formschlusselement des innenliegenden Stützelementes und einem Formschlusselement des außenliegenden Fixierelementes gebildet werden kann, um so das innenliegende Stützelement durch die Wand des länglichen Hohlkörpers hindurch zu fixieren. Hierzu weist die Formschlussmechanik mindestens zwei, bspw. rollenförmige, kuppelförmige und/oder kugelförmige, Formschlusselemente auf, wobei das erste Formschlusselement an dem innenliegenden Stützelement und das zweite Formschlusselement an dem außenliegenden Fixierelement angeordnet ist, so dass zwischen dem ersten und dem zweiten Formschlusselement der längliche Hohlkörper beim Entfalten hindurchführbar ist. Dabei sind die beiden Formschlusselemente so an der Stützeinrichtung angeordnet, dass das erste Formschlusselement mit dem zweiten Formschlusselement in axialer Richtung des länglichen Hohlkörpers einen Formschluss bildet und so das innenliegende Stützelement in axialer Richtung fixiert. Der zwischen den beiden Formschlusselementen hindurchgeführte längliche Hohlkörper wird dabei in diesem Bereich leicht eingedrückt oder ausgebeult, da es aufgrund der Anordnung der beiden Formschlusselemente keinen durchgehenden geraden Verlauf in axialer Richtung bzw. in Entfaltungsrichtung (parallel zur axialen Richtung bzw. parallel zur Entfaltungsrichtung) gibt. Durch diesen aufgrund der beiden Rollen und deren entsprechende Anordnung zueinander erstellten Formschluss kann das innenliegende Stützelement der Stützeinrichtung an der Position des Fixierelementes in axialer Richtung positioniert und fixiert werden, ohne dass es eine direkte mechanische Verbindung mit dem innenliegenden Stützelement bedarf.
Mit mindestens zwei Formschlusselementen, wie oben angesprochen, wird es möglich, das innenliegende Stützelement in zumindest eine axiale Richtung, vorzugsweise in Entfaltungsrichtung, zu fixieren, wobei entgegen der Entfaltungsrichtung eine Fixierung allein aufgrund des sich verjüngenden Querschnittes allein durch die Form bedingt wird.
Mit den Formschlusselementen wird somit eine Einschnürung oder eine Ausbeulung in dem Querschnitt des länglichen Hohlkörpers erzeugt, der dann zur Fixierung des jeweils gegenüberliegenden Formschlusselementes dient.
Bei den Formschlusselementen kann es sich bspw. um Rollen oder Walzen handeln, wobei die rollen- oder walzenförmigen Formschlusselemente senkrecht zur Entfaltungsrichtung einen kleineren Abstand der Mittelpunkte aufweisen, als die Summe der Radien der beiden rollenförmigen Formschlusselemente insgesamt hat. Mit anderen Worten, die Mittelpunkte der beiden Formschlusselemente liegen nicht auf einer gemeinsamen Ebene, die senkrecht zu der Entfaltungsrichtung bzw. axialer Richtung des länglichen Hohlkörpers verläuft, so dass sie zueinander versetzt angeordnet sind und so in Entfaltungsrichtung einen Formschluss bilden können.
Bei den Formschlusselementen kann es sich aber auch um gleitfähige Elemente handeln, die eine zumindest teilweise gekrümmte Gleitfläche bzw. Kontaktfläche haben, mit der die Formschlusselemente den jeweiligen länglichen Hohlkörper kontaktieren. Die Formschlusselemente weisen dabei einen Gleitabschnitt auf, mit dem die Formschlusselemente den jeweiligen länglichen Hohlkörper kontaktieren und so den entsprechenden Formschluss bilden können. So können derartige feststehende Formschlusselemente bspw. kuppelförmig, kugelkopfförmig und/oder teilgekrümmt sein. Unter kugelkopfförmig wird verstanden, dass die Gleitfläche bzw. Kontaktfläche zumindest teilweise einer Kugelform entspricht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein drittes Formschlusselement zum Einsatz kommt, das entweder an dem Stützelement angeordnet ist und formschlüssig in Art des ersten Formschlusselementes mit dem zweiten Formschlusselement zusammenwirkt oder das an dem Fixierelement angeordnet ist und formschlüssig in Art des zweiten Formschlusselementes mit dem ersten Formschlusselement zusammenwirkt. Mit mindestens drei solchen Formschlusselementen wird es möglich, dass innenliegende Stützelement axial sowohl in Entfaltungsrichtung als auch axial entgegen der Entfaltungsrichtung zu fixieren, so dass der Stützkern immer an der durch das Fixierelement vorgegebenen axialen Position fixiert wird und dort verbleibt.
Demzufolge ist in dieser Ausgestaltung vorgesehen, dass an dem Fixierelement das zweite Formschlusselement angeordnet ist, während vor und nach diesem zweiten Formschlusselement an dem Stützelement das erste und dritte Formschlusselement angeordnet ist. Diese drei Formschlusselemente liegen dabei nicht in einer gemeinsamen Ebene, die senkrecht zur Entfaltungsrichtung bzw. senkrecht zur axialen Ausrichtung des länglichen Hohlkörpers im entfalteten zweiten Zustand liegt. Bei rollenförmigen Formschlusselementen ist der Abstand der Mittelpunkte senkrecht zur Entfaltungsrichtung bzw. axial in Richtung des länglichen Hohlkörpers zwischen dem zweiten und dem ersten und dem zweiten und dem dritten rollenförmigen Formschlusselement kleiner als die Summe der Radien des zweiten und ersten rollenförmigen Formschlusselementes bzw. des zweiten und des dritten rollenförmigen Formschlusselementes ist.
Demzufolge gibt es keine gerade, axiale Linie zwischen den drei Formschlusselementen, so dass das innenliegende Stützelement nicht in axialer Richtung bewegt werden kann, wenn das äußere Fixierelement fest ist.
Demzufolge ist es ebenfalls denkbar, dass an dem innenliegenden Stützelement das erste Formschlusselement angeordnet ist, während an dem äußeren Fixierelement das zweite und dritte Formschlusselement angeordnet ist, wobei das erste rollenförmige Formschlusselement in axialer Richtung zwischen dem zweiten und dem dritten Formschlusselement des Fixierelementes liegt. In der zuvor genannten Ausführungsform, bei der das Fixierelement nur das zweite Formschlusselement hat, liegt das zweite Formschlusselement in axialer Ausrichtung des länglichen Hohlkörpers zwischen dem ersten und dem dritten rollenförmigen Formschlusselement.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Stützeinrichtung eine Mehrzahl solcher Formschlussmechaniken auf, die jeweils mindestens zwei, vorteilhafterweise drei, Formschlusselemente hat. Dies hat den Vorteil, dass ein Verkanten des innenliegenden Stützelementes bei größeren Querschnittsformen verhindert wird und so ein gleichmäßiges Hindurchgleiten des länglichen Hohlkörpers beim Entfalten gewährleistet werden kann.
Hierbei ist es denkbar, dass mindestens zwei der Formschlussmechaniken derart angeordnet sind, dass die Ebene der Kontaktflächen der Formschlusselemente der ersten Formschlussmechanik unter einem Winkel kleiner als 180° zu der Ebene der Kontaktflächen der Formschlusselemente der zweiten Formschlussmechanik verlaufen, vorzugweise unter einem Winkel zwischen 90° und 180°.
Bei rollenförmigen Formschlusselementen verlaufen die Achsen der rollenförmigen Formschlusselemente der ersten Formschlussmechanik unter einem Winkel kleiner als 180° zu den Achsen der rollenförmigen Formschlusselemente der zweiten Formschlussmechanik.
Hierbei ist es denkbar, dass eine dritte und eine vierte Formschlussmechanik vorgesehen ist, deren Ebene der Kontaktflächen der Formschlusselemente ebenfalls unter einem Winkel kleiner als 180°, vorzugsweise aber größer als 90°, verlaufen, so dass mindestens vier Formschlussmechaniken vorgesehen sind, die insbesondere bei dem innenliegenden Stützelement ein Verkanten des innenliegenden Stützelementes innerhalb des länglichen Hohlkörpers vermeiden.
Alternativ ist es allerdings auch denkbar, dass die erste Formschlussmechanik an einer ersten Seite bezüglich des länglichen Hohlkörpers und die mindestens zweite Formschlussmechanik an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite bezüglich des länglichen Hohlkörpers an der Stützeinrichtung vorgesehen ist. Dabei ist es denkbar, dass die Ebene der Kontaktflächen der Formschlusselemente der ersten Formschlussmechanik im Wesentlichen parallel zu der Ebene der Kontaktflächen der Formschlusselemente der zweiten Formschlussmechanik verlaufen. Hierdurch wird das Stützelement sowohl an der oberen als auch an der unteren Seite des länglichen Hohlkörpers abgestützt. Bei einem schalenförmigen länglichen Hohlkörper, der aus zwei Halbschalen hergestellt wird, ist es dabei denkbar, dass die erste Formschlussmechanik an einer ersten Halbschale im Eingriff steht, während die zweite Formschlussmechanik an einer zweiten Halbschale im Eingriff steht.
Bei rollenförmigen Formschlusselementen können die Achsen der rollenförmigen Formschlusselemente der ersten Formschlussmechanik parallel zu den Achsen der rollenförmigen Formschlusselemente der zweiten Formschlussmechanik verlaufen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Stützelement neben der Möglichkeit des form- und/oder kraftschlüssigen Eingriffs mit dem Fixierelement eine Gleitfläche auf, an der die Innenwandung des länglichen Hohlkörpers beim Überführen des länglichen Hohlkörpers von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zu Formstabilität entlanggleitet, um so durch eine entsprechende stützende Form innerhalb des länglichen Hohlkörpers diesen beim Entfalten gerade im Übergangsbereich entsprechend zu stabilisieren. Mithilfe des form- und/oder kraftschlüssigen Eingriffs mit dem Fixierelement verbleibt dabei das Stützelement mit seiner formstabilisierenden Gleitfläche an der axialen Position, wo das Stützelement die länglichen Hohlkörper entsprechend abstützen soll.
Hierbei ist es ganz besonders vorteilhaft, wenn die Gleitfläche in Entfaltungsrichtung konisch geformt ist, um so der Querschnittsform im Bereich des Stützelementes zu entsprechen und diese entsprechend nachzubilden. Denn während des Entfaltens vergrößert sich der Querschnitt des länglichen Hohlkörpers von dem zusammengedrückten Zustand in den voll entfalteten Zustand allmählich, wobei im Übergangsbereich das Stützelement entsprechend einen solchen konischen Übergang in Form der Gleitfläche vorteilhafterweise aufweist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform hat das innenliegende Stützelement ein oder mehrere Stützrollen und/oder Stützgleiter, die mit der Innenwandung des länglichen Hohlkörpers beim Überführen des länglichen Hohlkörpers von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zur Formstabilisierung kontaktieren, wobei diese Stützrollen und/oder Stützgleiter gerade keinen Formschluss mit dem außenliegenden Fixierelement bilden sollen. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn für mindestens eine der Stützrollen und/oder Stützgleiter das Fixierelement eine Gegenrolle und/oder Gegengleiter hat, die so angeordnet sind, dass zwischen der Stützrolle und/oder Stützgleiter des Stützelementes und der Gegenrolle und/oder Gegengleiter des Fixierelementes der längliche Hohlkörper kontaktbehaftet hindurchführbar ist, ohne dass hierbei ein Formschluss in axialer Richtung bzw. in Entfaltungsrichtung gebildet wird. Hierdurch kann ein kontrolliertes Entlanggleiten des länglichen Hohlkörpers realisiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das äußere Fixierelement eine Formschale auf, die der Form des länglichen Hohlkörpers an dieser Position entspricht und durch die der längliche Hohlkörper hindurchführbar ist. Das außenliegende Fixierelement umschließt somit im Bereich des innenliegenden Stützelementes den länglichen Hohlkörper und formt dessen äußere Querschnittsform in diesem Bereich insbesondere nach, wobei das innenliegende Stützelement an dieser Position kraft- und/oder formschlüssig gehalten wird. Hierdurch wird in diesem Bereich der längliche Hohlkörper sowohl nach innen als auch nach außen formstabilisierend gestützt, wodurch Stabilitätsbeeinträchtigungen durch eine Formveränderung in diesem Bereich vermieden werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, die beispielsweise zu den Formschlusselementen alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein kann, weist die Stützeinrichtung eine Magneteinrichtung zur kraftschlüssigen axialen Positionsfixierung des innenliegenden Stützelementes auf, wobei ein erster Magnet an dem Stützelement und wenigstens ein zweiter Magnet an dem äußeren Fixierelement angeordnet ist, die derart zusammenwirken, dass die ausgeübte Magnetkraft das innenliegende Stützelement an der axialen Position innerhalb des Hohlraumes des länglichen Hohlkörpers fixiert. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn der längliche Hohlkörper ein Material aufweist, das sich nicht in radialer Richtung verformen lässt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind auf dem Wickelkern zwei, drei, vier oder ggf. mehr längliche Hohlkörper in einem jeweils ersten Zustand aufgerollt und zusammengedrückt, wobei durch Drehen des Wickelkerns alle länglichen Hohlkörper von dem ersten Zustand jeweils in einen abgerollten und entfalteten zweiten Zustand überführbar sind, und wobei jeder längliche Hohlkörper eine eigene Stützeinrichtung, wie vorstehend beschrieben, aufweist. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn mithilfe der Entfaltungsmechanik gleichzeitig mehrere entfaltbare Masten ausgerollt und entfaltet werden sollen, um so beispielsweise Solarsegel aufzuspannen.
Der längliche Hohlkörper kann dabei aus einem Faserverbundwerkstoff, aufweisend ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial einbettendes Matrixmaterial, hergestellt sein. Denkbar ist auch, dass der längliche Hohlkörper aus einem Metallwerkstoff hergestellt ist.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:

1 - Ausführungsform der Vorrichtung im aufgerollten Zustand;
2 - Ausführungsform der Vorrichtung im entfalteten Zustand;
3 - Perspektivische Darstellung eines länglichen Hohlkörpers mit Stützeinrichtung;
4a) bis 4c) - Darstellung einer Stützeinrichtung in einer ersten Ausführungsform;
5 - Stützeinrichtung in einer zweiten Ausführungsform;
6a) bis 6b) - Stützeinrichtung in einer dritten Ausführungsform.

Die in den nachfolgenden Figuren und deren Beschreibung gezeigten Formschlusselemente sind rollenförmig ausgebildet. Grundsätzlich lassen sich jedoch sämtliche rollenförmig ausgebildeten Formschlusselemente auch durch kugel- oder kuppelförmige Formschlusselemente ersetzen. Daher sind die gezeigten Darstellungen nur beispielhaft.
1 zeigt eine Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, mit der sich vier längliche Hohlkörper in Form von entfaltbaren Masten ausfahren lassen. Die Vorrichtung 10 weist eine Entfaltungsmechanik 11 auf, die im Inneren einen nicht dargestellten Wickelkern 12 hat, auf dem die länglichen Hohlkörper 14 in einem ersten Zustand aufgerollt und zusammengedrückt sind. Die länglichen Hohlkörper 14 sind demzufolge in Art eines flachen Bandes zusammengedrückt und so auf dem zylindrischen Winkelkern 12 aufgewickelt. Dabei sind im Ausführungsbeispiel der 1 alle der vier länglichen Hohlkörper gleichzeitig auf dem Wickelkern 12 so aufgerollt, dass sie übereinander aufgerollt sind und gleichzeitig abgerollt werden können. 1 zeigt dabei eine Darstellung, bei der alle länglichen Hohlkörper auf dem Wickelkern 12 aufgerollt sind und somit in einem ersten Zustand vorliegen.
Der Wickelkern 12 ist dabei an einer Tragstruktur 13 der Entfaltungsmechanik 11 drehbar angeordnet, wobei sich von dem Wickelkern 12 der Entfaltungsmechanik 11 sternförmig Tragarme 15 erstrecken, die entsprechende Führungselemente 16 aufweisen, mit deren Hilfe sich die aufgerollten Hohlkörper 14 in ihre jeweiligen Tragarme 15 hinein abrollen und dabei an der jeweiligen Stützeinrichtung 20 zugeführt werden.
Dabei weist jeder der Tragarme 15 der Tragstruktur 13 der Entfaltungsmechanik 11 eine solche Stützeinrichtung 20 auf, sodass jeder der aufgerollten Hohlkörper 14 seine eigene Stützeinrichtung 20 erhält, mit der der jeweilige aufgerollte Hohlkörper 14 beim Entfalten entsprechend in seinem Übergangsbereich gestützt wird.
2 zeigt die in 1 dargestellte Vorrichtung in einem zweiten, abgerollten und entfalteten Zustand der Hohlkörper 14. Wie zu erkennen ist, wurde jeder der länglichen Hohlkörper 14 beim Abrollen durch die jeweilige Stützeinrichtung 20 hindurchgeführt, wobei die Stützeinrichtung 20 aufgrund der festen Anordnung an den jeweiligen Tragarm 15 fest mit der Tragstruktur 13 verbunden ist und somit insbesondere keine Relativbewegung gegenüber dem Wickelkern ausführen kann. Hierdurch wird sichergestellt, dass beim Entfalten der länglichen Hohlkörper 14 dieser gegenüber der Stützeinrichtung 20 eine Relativbewegung in axialer Richtung der Entfaltungsrichtung R₁ ausführen. Hierdurch wird erreicht, dass die Stützeinrichtung 20 immer innerhalb des Übergangsbereiches 17 angeordnet ist, wo die sich entfaltenden Hohlkörper 14 noch nicht ihr voll entfaltetes Querschnittsprofil haben und somit die Stabilität und Steifigkeit der jeweiligen Hohlkörper 14 in diesem Übergangsbereich 17 herabgesetzt ist. In den 1 und 2 ist dabei eine Vorrichtung 10 gezeigt, mit der sich insgesamt vier längliche Hohlkörper 14 in Form eines entfaltbaren Mastes ausfahren lassen. Grundsätzlich ist die Idee der Stützeinrichtung 20 im Übergangsbereich 17 jedoch nicht beschränkt auf die Anzahl der Hohlkörper 14, sodass es selbstverständlich auch denkbar ist, dass eine solche Stützeinrichtung 20 bei einer Vorrichtung mit nur einem Hohlkörper, zwei Hohlkörpern, drei Hohlkörpern oder sogar mehr als vier Hohlkörpern Anwendung finden kann.
3 zeigt exemplarisch einen Hohlkörper 14, der einen bereits voll entfalteten länglichen Abschnitt aufweist. Der Hohlkörper 14, wie er in 3 dargestellt ist, wurde aus zwei Halbschalen 14a) und 14b) gebildet, die einen omegaförmigen Querschnitt aufweisen. Im aufgerollten Zustand liegt der Hohlkörper 14 in Form eines aufgerollten und zusammengedrückten flachen Bandes 18 vor, der als erster Zustand bezeichnet werden kann. Vollständig entfaltet weist der längliche Hohlkörper einen zweiten Zustand 19 auf, in der der Hohlkörper 14 ein Doppel-omegaförmiges Querschnittsprofil aufweist. Im zweiten Zustand 19 hat der Hohlkörper 14 dabei seine höchste Stabilität.
Im Übergangsbereich zwischen dem ersten Zustand 18 und dem zweiten Zustand 19 entwickelt sich das Querschnittsprofil des zweiten Zustandes 19 kontinuierlich, wobei in diesem Übergangsbereich 17 der Hohlkörper 14 seine entsprechende Endstabilität noch nicht erreicht hat. Es besteht hier insbesondere die Gefahr, dass der längliche Hohlkörper im Übergangsbereich 17 abknickt und damit die gesamte Vorrichtung beschädigt.
Erfindungsgemäß ist hierfür im Übergangsbereich 17 die Stützeinrichtung 20 angeordnet, die einen innerhalb des Hohlkörpers 14 im Übergangsbereich 17 liegendes Stützelement (nicht dargestellt in 3) hat sowie ein äußeres Fixierelement 21, um so in axialer Richtung das innenliegende Stützelement form- und/oder kraftschlüssig zu positionieren. Damit wird sichergestellt, dass das innenliegende Stützelement, welches eine zusätzliche Stabilität des länglichen Hohlkörpers 14 im Übergangsbereich 17 gewährleisten soll, innerhalb des Übergangsbereiches 17 verbleibt, obwohl der Hohlkörper 14 ein geschlossenes Querschnittsprofil hat. Durch die in axialer Richtung form- und/oder kraftschlüssige Fixierung des innenliegenden Stützelements mit Hilfe des Fixierelementes 21 bedarf es keiner direkt mechanischen Verbindung des Fixierelementes 21 mit dem innenliegenden Stützelement.
4a) zeigt eine Ausführungsform des Stützelementes 20, bei dem zur besseren Darstellung ein Teil des äußeren Fixierelementes 21 entfernt wurde. Hierdurch wird das innenliegende Stützelement 22 erkennbar, das normalerweise innerhalb des Hohlkörpers 14 angeordnet ist. Zur besseren Darstellung ist auch der Hohlkörper 14 in den folgenden Figuren nicht mehr dargestellt. Zum besseren Verständnis, der Hohlkörper 14 würde dabei zwischen dem innenliegenden Stützelement 22 und dem äußeren Fixierelement 21 hindurchgeführt werden, wenn der Hohlkörper von seinem aufgerollten ersten Zustand in seinen entfalteten zweiten Zustand überführt wird.
In 4a) ist dabei eine Formschlussmechanik 30 dargestellt, die im Ausführungsbeispiel der 4a) ein erstes Formschlusselement 31, ein zweites Formschlusselement 32 und ein drittes Formschlusselement 33 hat. Das erste Formschlusselement 31 und das dritte Formschlusselement 33, die in Form kleiner Rollen oder Walzen ausgebildet sind, sind dabei an dem innenliegenden Stützelement 22 angeordnet, während das zweite rollenförmige Formschlusselement 32 an dem nicht sichtbaren Teil des äußeren Fixierelementes 21 angeordnet ist.
Der durch das Stützelement 20 hindurchgeführte längliche Hohlkörper würde demzufolge zwischen dem zweiten Formschlusselement 32 des Fixierelementes 21 einerseits und den beiden anderen ersten Formschlusselement 31 und dritten Formschlusselement 33 des Stützelementes 22 hindurchgeführt werden müssen.
Die drei Formschlusselemente 31 bis 33 sind dabei so zueinander angeordnet, dass der längliche Hohlkörper nicht in gerader Linie zwischen den Formschlusselementen hindurchführbar ist, sondern durch das zweite Formschlusselement 32 in Richtung des innenliegenden Stützelementes 22 eingedrückt wird. Das erste und das dritte Formschlusselement 31 und 33 dienen dabei als Lagerpunkte, während das zweite Formschlusselement 32 den Bereich des länglichen Hohlkörpers zwischen den beiden ersten und dritten Formschlusselementen in Richtung des innenliegenden Stützelementes 22 eindrückt.
Hierdurch wird ein Formschluss in axialer Richtung des innenliegenden Stützelementes 22 mit dem Fixierelement 21 erreicht, da das zweite Formschlusselement 32 an dem Fixierelement gegenüber dem ersten und dem dritten Formschlusselement des Stützelementes 22 eine Art Hinterschnitt bildet, die einen Formschluss in axialer Richtung des innenliegenden Stützelementes 22 bewirkt.
Eine solche Formschlussmechanik 30 ist im Ausführungsbeispiel der 4a) auch an der gegenüberliegenden Seite vorhanden, wie dies in der 4b) und 4c) zu erkennen ist. Durch das zweite Formschlusselement 32 der jeweiligen Formschlussmechanik wird dabei das innenliegende Stützelement zwischen diesen beiden Formschlussmechaniken eingeklemmt und kann sich somit in axialer Richtung nicht bewegen.
In 4b) ist dabei das innenliegende Stützelement 22 ohne das äußere Fixierelement 21 zu erkennen, wobei der Vollständigkeitshalber die für den Formschluss notwendigen zweiten rollenförmigen Formschlusselemente 32 noch mit dargestellt sind. In Entfaltungsrichtung R₁ befindet sich an dem innenliegenden Stützelement eine Gleitfläche 23, die dazu vorgesehen sein kann, an einer Innenwandung des länglichen Hohlkörpers anzuliegen und dort entlangzugleiten und darüber hinaus ein Abknicken des länglichen Hohlkörpers zu verhindern. Die Gleitfläche 23 weist an ihren seitlichen Enden Flügel 24 auf, die den länglichen Hohlkörper im Übergangsbereich der beiden Halbschalen zusätzlich stützt.
Darüber hinaus weist das innenliegende Stützelement 22 im Ausführungsbeispiel der 4a) bis 4c) zusätzliche Stützrollen 25 auf, an denen ohne ein Formschluss in axialer Richtung der längliche Hohlkörper an seiner Innenwandung kontaktiert wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass das innenliegende Stützelement 22 sich innerhalb des länglichen Hohlkörpers nicht verkantet und somit ein Entfalten unmöglich wird. Diese Stützrollen 25 des innenliegenden Stützelementes 22 können dabei durch an dem äußeren Fixierelement 21 angeordneten Gegenrollen 26 unterstützt werden, sodass der längliche Hohlkörper zwischen der Stützrolle 25 des innenliegenden Stützelementes 22 und der Gegenrolle 26 des äußeren Fixierelementes 21 hindurchgeführt wird.
Der Vorteil dieser in den 4a) bis 4c) dargestellten Variante besteht darin, dass lediglich mit zwei Formschlussmechaniken 30 eine axiale Fixierung des innenliegenden Stützelementes 22 bewirkt wird, wodurch der längliche Hohlkörper lediglich an zwei Stellen während des Entfaltens aufgrund des gewollten Formschlusses deformiert wird. Mit Hilfe der seitlich angeordneten und unter einem Winkel verlaufenden Stützrollen 25 kann dabei eine seitliche Abstützung des innenliegenden Stützelementes 22 erreicht werden, wodurch ein Verkanten des innenliegenden Stützelementes 22 verhindert werden kann.
In 4c) ist das innenliegende Stützelement 22 noch einmal in einer Form dargestellt, in der die erste Formschlussmechanik 30a) und die zweite gegenüberliegende Formschlussmechanik 30b) der Stützeinrichtung deutlich zu erkennen ist. Es ist außerdem zu erkennen, dass ein zwischen dem zweiten Formschlusselement 32 des äußeren Fixierelementes und den beiden ersten und dritten Formschlusselementes 31 und 33 des innenliegenden Stützelementes hindurchgeführten länglichen Hohlkörper aufgrund der Anordnung des zweiten Formschlusselementes 32 in Richtung des innenliegenden Stützelementes deformiert wird, wodurch ein entsprechender Formschluss des innenliegenden Stützelementes an den zweiten Formschlusselementen 32 des äußeren Fixierelementes gebildet wird.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines innenliegenden Stützelementes, das bis auf die Formschlussmechanik 30 lediglich als vollständige Gleitfläche 23 ausgebildet ist, sodass der längliche Hohlkörper mit seiner Innenwandung an der gesamten Gleitfläche 23 anliegt, während das innenliegende Stützelement 22 in axialer Richtung aufgrund der Formschlussmechanik 30 axial in seiner Position fixiert wird. In dieser Ausführungsform ist allerdings die Innenwandreibung deutlich größer, sodass hier geeignete Materialien verwendet werden müssen. Dafür ist die Gesamtstabilität deutlich größer.
In den 6a) und 6b) ist eine dritte Ausführungsform gezeigt, bei dem insgesamt vier Formschlussmechaniken 30a) bis 30d) vorgesehen sind. Jedes dieser Formschlussmechaniken ist dabei so aufgebaut, wie in den 4a) bis 4c) bereits intensiv beschrieben.
Als Besonderheit in dieser Ausführungsform ist dabei die Anordnung der einzelnen Formschlusselemente der verschiedenen Formschlussmechaniken 30a) bis 30d). Die Achsen der Formschlusselemente der ersten Formschlussmechanik 30a) verlaufen dabei unter einem Winkel zu den Achsen der Formschlusselemente benachbarter Formschlussmechaniken (beispielsweise zweite Formschlussmechanik 30b) oder vierte Formschlussmechanik 30d)), wobei der Winkel kleiner als 180 Grad ist. Die einzelnen rollenförmigen Formschlusselemente der verschiedenen Formschlussmechaniken sind somit schräg zueinander angeordnet, wobei gegenüberliegende Formschlussmechaniken entsprechende parallele Achsen ihre Formschlusselemente aufweisen kann. Hierdurch bedarf es keiner weiteren Stützrollen innerhalb des Kerns, da durch diese vier Formschlussmechaniken 30a) bis 30d) das innenliegende Stützelement 22 in alle seine Richtungen abgestützt wird. Allerdings wird in dieser Ausführungsvariante der längliche Hohlkörper an insgesamt vier verschiedenen Stellen zum Erzielen des Formschlusses deformiert, was mit einer meist höheren Materialbelastung einhergeht. Dafür weist ein solches Stützelement 22 gegenüber der ersten Variante in 4a) bis 4c) weniger drehende Teile auf und ist somit ggf. weniger anfällig.
Bezugszeichenliste

10 -: Vorrichtung zum Entfalten
11 -: Entfaltungsmechanik
12 -: Wickelkern
13 -: Tragstruktur
14 -: Längliche Hohlkörper
15 -: Tragarme
16 -: Führungselemente
17 -: Übergangsbereich
18 -: erster Zustand
19 -: zweiter Zustand
20 -: Stützeinrichtung
21 -: äußeres Fixierelement
22 -: innenliegendes Stützelement
23 -: Gleitfläche
24 -: Gleitflächenflügel
25 -: Stützrollen
26 -: Gegenrollen
30 -: Formschlussmechanik
31 -: erstes rollenförmiges Formschlusselement
32 -: zweites rollenförmiges Formschlusselement
33 -: drittes rollenförmiges Formschlusselement
R₁ -: axiale Entfaltungsrichtung

Claims

Vorrichtung (10) zum Entfalten eines aufgerollten länglichen Hohlkörpers (14) aufweisend: - mindestens einen länglichen Hohlkörper (14), der ein geschlossenes Querschnittsprofil hat, und - eine Entfaltungsmechanik (11), die einen Wickelkern (12) hat, auf dem der längliche Hohlkörper (14) in einem ersten Zustand (18) aufgerollt und zusammengedrückt ist und der durch Drehen den länglichen Hohlkörper (14) von dem ersten Zustand (18) in einen abgerollten und entfalteten zweiten Zustand (19) überführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfaltungsmechanik (11) eine Stützeinrichtung (20) aufweist, wobei die Stützeinrichtung (20) - ein innenliegendes Stützelement (22) hat, das in einem Hohlraum innerhalb des länglichen Hohlkörpers (14) angeordnet ist und zumindest teilweise an der Innenwandung des länglichen Hohlkörpers (14) anliegt, und - ein äußeres Fixierelement (21) hat, das im Bereich des innenliegenden Stützelementes (22) außerhalb des länglichen Hohlkörpers (14) angeordnet ist, so dass zwischen dem äußeren Fixierelement (21) und dem innenliegenden Stützelement (22) der längliche Hohlkörper (14) hindurchführbar ist, - wobei das innenliegende Stützelement (22) mit dem äußeren Fixierelement (21) in axialer Richtung form- und/oder kraftschlüssig zur axialen Positionsfixierung des innenliegenden Stützelementes (22) zusammenwirkt, ohne direkt mechanisch mit diesem verbunden zu sein.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfaltungsmechanik (11) ein Gestell aufweist, an dem der Wickelkern (12) und das äußere Fixierelement (21) fest angeordnet sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (20) der Entfaltungsmechanik (11) in einem Übergangsbereich (17) angeordnet ist, innerhalb dessen der ein Abschnitt des längliche Hohlkörpers (14) von dem Wickelkern (12) abgerollt, aber noch nicht vollständig entfaltet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (20) mindestens eine Formschlussmechanik (30) hat, die jeweils mindestens zwei Formschlusselemente aufweist, wobei das erste Formschlusselement (31) an dem Stützelement und das zweite Formschlusselement (32) an dem Fixierelement angeordnet ist, so dass zwischen dem ersten und dem zweiten Formschlusselement (31, 32) der längliche Hohlkörper (14) hindurchführbar ist, wobei das erste Formschlusselement mit dem zweiten Formschlusselement in axialer Richtung des länglichen Hohlkörpers einen Formschluss bildet.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Formschlusselement (33) vorgesehen ist, das entweder an dem Stützelement angeordnet ist und formschlüssig in Art des ersten Formschlusselementes (31) mit dem zweiten Formschlusselement (32) zusammenwirkt oder das an dem Fixierelement angeordnet ist und formschlüssig in Art des zweiten Formschlusselementes (32) mit dem ersten Formschlusselement (31) zusammenwirkt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (20) eine Mehrzahl von Formschlussmechaniken (30) hat, die jeweils mindestens zwei Formschlusselemente aufweist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Formschlussmechaniken (30) derart angeordnet sind, dass die Ebene der Kontaktflächen der Formschlusselemente der ersten Formschlussmechanik (30a) unter einem Winkel kleiner 180° zu den Ebene der Kontaktflächen der Formschlusselemente der zweiten Formschlussmechanik (30b) verlaufen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Formschlussmechanik (30a) an einer ersten Seite bezüglich des länglichen Hohlkörpers (14) und die mindestens zweite Formschlussmechanik (30b) an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite bezüglich des länglichen Hohlkörpers (14) an der Stützeinrichtung (20) vorgesehen ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innenliegende Stützelement (22) eine Gleitfläche (23) aufweist, an der die Innenwandung des länglichen Hohlkörpers (14) beim Überführen des länglichen Hohlkörpers (14) von dem ersten Zustand (18) in den zweiten Zustand (19) zur Formstabilisierung entlanggleitet.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitfläche (23) in Entfaltungsrichtung konisch geformt ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innenliegende Stützelement (22) ein oder mehrere Stützrollen (25) und/oder Stützgleiter hat, die mit der Innenwandung des länglichen Hohlkörpers (14) beim Überführen des länglichen Hohlkörpers (14) von dem ersten Zustand (18) in den zweiten Zustand (19) zur Formstabilisierung kontaktieren.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens eine der Stützrollen (25) und/oder Stützgleiter das Fixierelement eine Gegenrolle (26) und/oder Gegengleiter hat, die so angeordnet ist, das zwischen der Stützrolle (25) und/oder Stützgleiter des Stützelementes und der Gegenrolle (26) und/oder Gegengleiter des Fixierelementes der längliche Hohlkörper (14) kontaktbehaftet hindurchführbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Fixierelement (21) eine Formschale hat, die der Form des länglichen Hohlkörpers (14) an dieser Position entspricht und durch die der längliche Hohlkörper (14) hindurchführbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (20) eine Magneteinrichtung zur kraftschlüssigen axialen Positionsfixierung des innenliegenden Stützelementes (22) hat, wobei ein erster Magnet an dem Stützelement und wenigstens ein zweiter Magnet an dem äußeren Fixierelement (21) angeordnet ist, die derart zusammenwirken, dass die ausgeübte Magnetkraft das innenliegende Stützelement (22) an der axialen Position innerhalb des Hohlraumes des länglichen Hohlkörpers (14) fixiert.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Wickelkern (12) zwei, drei, vier oder mehr längliche Hohlkörper (14) in einem jeweils ersten Zustand (18) aufgerollt und zusammengedrückt sind, wobei durch Drehen des Wickelkerns (12) alle länglichen Hohlkörper (14) von dem ersten Zustand (18) jeweils in einen abgerollten und entfalteten zweiten Zustand (19) überführbar sind, und wobei jeder längliche Hohlkörper (14) eine eigene Stützeinrichtung (20) aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der längliche Hohlkörper (14) aus einem Faserverbundwerkstoff aufweisend ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial einbettendes Matrixmaterial oder dass der längliche Hohlkörper (14) aus einem Metallwerkstoff hergestellt ist.