DE102018117993A1

DE102018117993A1 - Raumfahrzeugmembraneinheit sowie Raumfahrzeugmembranpackung mit einer Raumfahrzeugmembraneinheit

Info

Publication number: DE102018117993A1
Application number: DE102018117993.6A
Authority: DE
Inventors: Peter Spietz; Felix Yves Bartsch
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2020-01-30
Anticipated expiration: 2038-07-26
Also published as: DE102018117993B4

Abstract

Bei einer Raumfahrzeugmembraneinheit (25) mit einer Raumfahrzeugmembran (1) und einer Längsleitung (17) erstreckt sich die Längsleitung (17) entlang eines Grats (21) oder Talgrunds (23) einer Bergfalte (20) oder einer Talfalte (22) der Raumfahrzeugmembran (1). Bei einer anderen oder derselben Raumfahrzeugmembraneinheit (25) ist eine Querleitung (19) mit einer ersten Flanke (24i) einer Bergfalte (20) und mit einer zweiten Flanke (24ii) der Bergfalte (20) verbunden und umgibt einen Grat (21) der Bergfalte (20) teilweise. Die Querleitung (19) kann mit der Längsleitung (17) verbunden sein. Eine Raumfahrzeugmembranpackung kann eine solche Raumfahrzeugmembraneinheit (25) aufweisen, wobei die Raumfahrzeugmembran (1) in einer Erstreckungsebene eine Längsachse zwischen gegenüberliegenden Längsecken und eine zu der Längsachse quer und durch gegenüberliegende Querecken verlaufende Querachse aufweist und entlang der Längsachse zu einer Längspackung gepackt ist und entlang der Querachse zu einer Querpackung gepackt ist, wobei die Längspackung der Querpackung überlagert ist. Dabei bildet die Querpackung die Bergfalte (20) oder die Bergfalten (20) aus und die Längspackung bildet eine überlagerte Falte oder überlagerte Falten aus.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Raumfahrzeugmembraneinheit mit einer Raumfahrzeugmembran und einer Längsleitung oder einer Querleitung. Die Erfindung betrifft auch eine Raumfahrzeugmembranpackung mit einer solchen Raumfahrzeugmembraneinheit.
An Raumfahrzeugen kommen Raumfahrzeugmembranen in verschiedenen Funktionen zum Einsatz. Beispielsweise finden Raumfahrzeugmembranen als Sonnensegel, als Antennen, als sogenannte „Dragsails“ oder als großflächige Trägerstruktur für Photovoltaikzellen Einsatz, wobei in einer Raumfahrzeugmembran auch die genannten Funktionen kombiniert sein können. Die Raumfahrzeugmembran wird gewöhnlich kompakt zu einer Raumfahrzeugmembranpackung gepackt, wobei das Packen ein Falten oder Wickeln oder eine Kombination davon sein kann. Die entstandene Raumfahrzeugmembranpackung wird dann platzsparend an dem Raumfahrzeug verstaut. Erst wenn das Raumfahrzeug den Weltraum erreicht hat, wird die Raumfahrzeugmembranpackung entpackt.
Insbesondere, wenn die Raumfahrzeugmembran aber Photovoltaikzellen trägt, ergibt sich die Schwierigkeit, dass (elektrische) Leitungen auf der Raumfahrzeugmembran angeordnet werden müssen. Beispielsweise zum Kontaktieren von (insbesondere im Verhältnis zu der Raumfahrzeugmembran kleinflächigen) einzelnen Photovoltaikzellen müssen sich diese Leitungen von einem Rand, im Bereich dessen eine elektrische Kontaktierung erfolgt, bis in Flächen der Raumfahrzeugmembran erstrecken. Möglicherweise müssen die Leitungen gitterartig angeordnet werden.
STAND DER TECHNIK
Wenn eine mit Leitungen versehene Raumfahrzeugmembran gepackt, insbesondere gefaltet, werden soll, ergibt sich die Herausforderung, dass die Leitungen gegenüber einem Knicken sehr empfindlich sind. Es muss also nach Möglichkeit vermieden werden, dass Leitungen beim Packen der Raumfahrzeugmembran geknickt werden. Nach dem Stand der Technik wurden hierzu verschiedene Lösungen entwickelt.
Wenn, wie etwa bei der am Hubble Space Telescope (HST) der National Aeronautics and Space Administration (NASA) und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) eingesetzten Raumfahrzeugmembran, das Packen kein Falten beinhaltet, sondern nur ein rolloartiges Rollen, können Leitungen problemlos beliebig auf der Raumfahrzeugmembran angeordnet werden, ohne während des Packens Schaden zu nehmen, da in diesem Fall die Leitungen nicht geknickt werden.
Bei der an der Internationalen Raumstation (ISS) eingesetzten Raumfahrzeugmembran erfolgt jedoch ein leporelloartiges Falten der Raumfahrzeugmembran. Auf der Fläche der Raumfahrzeugmembran sind Leitungen angeordnet, mittels denen einzelne Photovoltaikzellen auf einer Flanke einer Falte in Reihe geschaltet sind. Diese Leitungen führen jedoch nicht über die Falten, insbesondere nicht über einen Grat oder einen Talgrund hinweg, sondern mäandrieren jeweils für jede Flanke zwischen einem Grat und einem Talgrund, die die Flanke begrenzen. (Wobei die Beschreibung sich hier auf eine Betrachtung einer mit den Photovoltaikzellen besetzten Seite der Raumfahrzeugmembran bezieht.) Kontaktiert sind jeweils die in Reihe geschalteten Photovoltaikzellen einer Flanke jeder Falte von einer Längsseite der Raumfahrzeugmembran aus. Dort verläuft eine Sammelleitung in Form eines Flachbands, die an der Längsseite der Raumfahrzeugmembran befestigt ist. Jeweils im Bereich jedes Grats und jedes Talgrunds ist die Sammelleitung aber nicht an der Längskante befestigt, sondern ist lose. Zusätzlich weist die Sammelleitung in diesen Bereichen jeweils einen Materialüberschuss auf, d. h. die Sammelleitung ist zwischen zwei Befestigungspunkten länger als die Raumfahrzeugmembran zwischen den Befestigungspunkten. Wenn die Raumfahrzeugmembran gepackt und damit gefaltet wird, kann sich die Sammelleitung im Bereich der Grate und Talgründe der Falten in Schlaufen legen, auf die ggf. kein oder nur wenig Druck ausgeübt wird. Dadurch bildet sich ein „Stapel“ der Raumfahrzeugmembran und ein parallel angeordneter randseitiger „Stapel“ der Sammelleitung, auf den beispielsweise gezielt weniger Druck ausgeübt werden kann, sodass die Sammelleitung dort insbesondere Schlaufen ausbilden kann, statt geknickt zu werden, und die es erlauben, dass Raumfahrzeugmembranstapel und Sammelleitungsstapel unterschiedliche Dicken aufweisen. Zusätzlich ist die räumliche Trennung der Photovoltaikelemente auf der Raumfahrzeugmembran von der Sammelleitung auch im entpackten Zustand vorteilhaft, weil eine hinter den Photovoltaikzellen verlaufende Sammelleitung deren Thermalverhalten, insbesondere ihre Wärmeabstrahlung, negativ beeinflussen würde. Photovoltaikzellen werden ineffizienter, wenn sie erwärmt werden und wie oben erläutert sind die Photovoltaikzellen jeweils auf einer Flanke einer Falte in Reihe geschaltet. Wenn also nur eine Photovoltaikzelle durch schlechtere Wärmeabstrahlung erwärmt und damit ineffizienter wird, ist ihre ganze Reihenschaltung betroffen.
Das genannte Ausweichen an einem Längsrand der Raumfahrzeugmembran verhindert aber nur dann das Knicken der Leitungen, wenn die Raumfahrzeugmembran nur einfach gefaltet wird. Es sind aber Raumfahrzeugmembranpackungen bekannt, bei denen ein zweiter Packschritt erfolgt, der zweite Falten erzeugt, die beispielsweise senkrecht zu den ersten Falten verlaufen. Hierbei würden die Verbindungsleitungen und die Sammelleitung gemäß der Raumfahrzeugmembranpackung der zuvor erläuterten Ausführungsform bei der ISS unweigerlich geknickt. Solch eine Raumfahrzeugmembranpackung, die mit zwei Packschritten und senkrecht zueinander verlaufenden Falten erzeugt wird, und eine entsprechende Art des Packens ist beispielsweise bekannt aus der US-Patentanmeldung US 2016/0304220 A1 . Eine weitere solche Raumfahrzeugmembranpackung, die mit zwei Packschritten und senkrecht zueinander verlaufenden Falten erzeugt wird, und ein entsprechendes Packverfahren sind bekannt aus der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2017 101 180.3 der Anmelderin, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Patentanmeldung aufgenommen wird.
Problematisch können Leitungen aber bereits dann werden, wenn nur einmal gefaltet wird: Eine Leitung, die nicht geknickt werden soll, muss sich nach dem Stand der Technik dann quer zu der Richtung, in der die Falten verlaufen, erstrecken und kann sich damit nicht über mehr als eine Falte erstrecken. Raumfahrzeugmembranpackungen, bei denen diese Beschränkung zutrifft, sind beispielsweise die oben beschriebene Raumfahrzeugmembranpackung der ISS, die Raumfahrzeugmembranpackung, die an dem Raumfahrzeug „IKAROS“ der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) eingesetzt wird und die Raumfahrzeugmembranpackung, die bei dem „Gossamer“-Projekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) eingesetzt wird.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Raumfahrzeugmembraneinheit bereitzustellen, die ein Falten einer Raumfahrzeugmembran der Raumfahrzeugmembraneinheit in eine oder insbesondere zwei Richtungen erlaubt, ohne eine Längs- und/oder Querleitung der Raumfahrzeugmembraneinheit zu beschädigen, sowie eine Raumfahrzeugmembranpackung mit einer solchen Raumfahrzeugmembraneinheit.
LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt werden soll, wird die Erfindung im Folgenden auch an einem Anwendungsbeispiel einer Raumfahrzeugmembran und Raumfahrzeugmembranpackung beschrieben, das der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2017 101 180.3 der Anmelderin entspricht.
Die beispielhafte Raumfahrzeugmembranpackung weist eine Raumfahrzeugmembran auf, die in einer Erstreckungsebene eine Längsachse zwischen gegenüberliegenden Längsecken und eine zu der Längsachse quer und durch gegenüberliegende Querecken verlaufende Querachse aufweist, und entlang der Querachse zu einer Querpackung gepackt ist und entlang der Längsachse zu einer Längspackung gepackt ist. Das Packen der Raumfahrzeugmembran umfasst ein Packen von Material der Raumfahrzeugmembran von und/oder auf beiden Seiten der Längsachse. In der erstellten Querpackung sind die Querecken frei zugänglich. In der erstellten Längspackung sind die Längsecken frei zugänglich. In dieser Weise kann die Längspackung durch Zug an den Längsecken entpackt werden und anschließend die Querpackung durch Zug an den Querecken entpackt werden. Die Längspackung ist also der Querpackung überlagert.
Die Raumfahrzeugmembran kann viereckig, beispielsweise rechteckig oder rautenförmig, insbesondere quadratisch, aber auch trapezförmig sein. Für eine viereckige, insbesondere quadratische oder rautenförmige Raumfahrzeugmembran ist die Längsachse eine erste Diagonale und die Querachse eine zweite Diagonale. Quadratische und rautenförmige Raumfahrzeugmembranen eignen sich deswegen gut, weil quadratische und rautenförmige Raumfahrzeugmembranen rechtwinklig angeordnete und im Fall des Quadrats gleich lange Diagonalen aufweisen, die die Längsachse und Querachse ergeben und die gleichzeitig Symmetrieachsen sind. Die Raumfahrzeugmembran muss keine gerade Kante aufweisen, sondern die Kante kann beispielsweise regelmäßig oder unregelmäßig gezackt sein.
Unter „Packen“ einer Raumfahrzeugmembran (bei der es sich auch um die beispielhafte Raumfahrzeugmembran handeln kann) wird hier jeder Vorgang verstanden, mit dem die Raumfahrzeugmembran in eine kompakte Form gebracht wird, beispielsweise ein Falten oder Wickeln. Ein Falten kann auch durch ein Wickeln und anschließendes Zusammendrücken einer erhaltenen Wicklung erreicht werden. Das Packen kann auch mehrere Schritte aufweisen, beispielsweise kann die Raumfahrzeugmembran zunächst gefaltet und anschließend gewickelt oder zunächst in eine Richtung gefaltet und anschließend in eine andere Richtung gefaltet werden.
Dass das Packen einer Raumfahrzeugmembran ein Packen von Material der Raumfahrzeugmembran von beiden Seiten der Längsachse umfasst, kann bedeuten, dass die Raumfahrzeugmembran auf beiden Seiten der Längsachse in sich gepackt wird, wobei beide Seiten der Längsachse voneinander unabhängig gepackt werden. Dieses Packen mit zwei „Teil-Querpackungen“ auf beiden Seiten der Längsachse kann gleichzeitig oder nacheinander erfolgen. Ein solches Packen kann symmetrisch erfolgen, bei einer quadratischen oder rautenförmigen Raumfahrzeugmembran insbesondere spiegelsymmetrisch, aber auch punktsymmetrisch, etwa bei einer allgemein rechteckigen Raumfahrzeugmembran. Das Packen kann aber auch unsymmetrisch erfolgen, beispielsweise durch eine Zickzackfaltung auf beiden Seiten der Längsachse, wobei die Zickzackfaltungen aber unterschiedliche Faltungsbreiten, d. h. Abstände zwischen ihren Faltkanten, aufweisen. Die Teil-Querpackungen können, aber müssen nicht, entlang der Längsachse oder Teilen der Längsachse aneinander angrenzen. Die Raumfahrzeugmembran kann auch so in sich gepackt sein, dass Material von beiden Seiten der Längsachse einander überlappend oder ineinandergreifend gepackt ist. Beispielsweise kann die Raumfahrzeugmembran entlang der Längsachse gefaltet und anschließend zu einer Zickzackfaltung gefaltet oder aufgewickelt sein.
Die Längspackung kann durch Faltungen auf beiden Seiten der Querachse gebildet werden oder sein. Die Faltungen können beispielsweise Zickzackfaltungen sein. Dabei können die Faltflächen im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsebene angeordnet sein, so dass die spiegelsymmetrischen Faltungen eine Art „Ziehharmonikaeffekt“ ergeben. Durch Zug an den Längsecken werden dann die spiegelsymmetrischen Faltungen entfaltet, also beispielsweise die Zickzackfaltungen auseinandergezogen. Eine entsprechende Ausführungsform kann insbesondere für eine quadratische oder rautenförmige Raumfahrzeugmembran gewählt werden. Diese Ausführungsform ist aber auch für andere spiegelsymmetrische Raumfahrzeugmembran-Geometrien anwendbar.
Die Faltungen können auch jeweils von der Längsecke bis zu einem nicht gepackten Brückenteil der Raumfahrzeugmembranpackung gefaltet werden oder sein. Die Raumfahrzeugmembranpackung weist dann entlang ihrer Längsachse mittig den Brückenteil auf, in dem die Raumfahrzeugmembran in der Längspackung nicht gepackt ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn einzelne Bauteile von einer Seite der Raumfahrzeugmembran durch die Erstreckungsebene der Raumfahrzeugmembran hindurch auf die andere Seite der Raumfahrzeugmembran geführt werden sollen. Es kann sich dabei um einen Mast, aber auch beispielsweise um Kabel, Kabeldurchführungen, Spannseile, Antennen oder beliebige andere Bauteile eines Raumfahrzeugs handeln. Diese können durch den Brückenteil hindurchgeführt sein, indem eine Ausnehmung in dem Brückenteil geschaffen ist, durch die das Bauteil hindurchgeführt ist. Dabei kann sich die Ausnehmung nur in einer untersten Lage der Raumfahrzeugmembran befinden, während das durchgeführte Bauteil an den weiteren Lagen vorbeigeführt ist. Die Ausnehmungen können aber auch in allen Lagen vorhanden sein, so dass ggf. die Raumfahrzeugmembran im entpackten Zustand in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen die Ausnehmungen aufweist.
Die Längspackung kann auch mit einem entlang der Längsachse gesehen mittigen (insbesondere einmaligen) Falten der Querpackung und einem anschließenden Wickeln gebildet werden oder sein. Der gleiche Effekt eines mittigen Faltens wird erreicht, wenn die Querpackung entlang der Längsachse mittig an dem Spulenkörper befestigt und so durch Drehung des Spulenkörpers auf den Spulenkörper aufgewickelt wird. Durch das mittige Falten der Querpackung weist die Querpackung im gefalteten Zustand ein Ende auf, an dem sich die beiden Längsecken der Raumfahrzeugmembran befinden, und ein zweites Ende, an dem sich die durch das mittige Falten erzeugte Faltkante befindet. Beginnend an der Faltkante wird die Querpackung dann frei gewickelt oder auf einen Spulenkörper aufgewickelt. Auf diese Art und Weise kommen die Längsecken an dem gebildeten Wickel außen zu liegen und in dem Wickel liegt die Querpackung durchgängig doppelt. Somit sind die gegenüberliegenden Längsecken frei und die Längspackung kann erfindungsgemäß entpackt werden.
Die Querpackung kann Zickzackfaltungen auf beiden Seiten der Längsachse aufweisen. Die Zickzackfaltungen können mit ihren Lagen im Wesentlichen parallel zu der Erstreckungsebene der Raumfahrzeugmembran orientiert sein. Die Zickzackfaltungen können beispielsweise so gebildet werden, dass auf jeder Seite der Längsachse, d. h. für eine quadratische oder rautenförmige Raumfahrzeugmembran einer Diagonalen, ein dreiecksförmiger Teil der Raumfahrzeugmembran zickzackförmig gefaltet wird.
Wie oben erwähnt, kann die Erfindung für eine Raumfahrzeugmembran und/oder Raumfahrzeugmembranpackung entsprechend den zuvor erläuterten Varianten oder auch in beliebiger anderer Ausgestaltung Einsatz finden.
Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, dass ein Knicken von Leitungen, die über oder entlang Falten einer Raumfahrzeugmembran geführt werden müssen, auf verschiedene Weisen vermieden werden kann: Zum einen kann die Leitung so angeordnet werden, dass die Leitung parallel zu einer Falte verläuft und besonders vorteilhafterweise außerhalb einer entstehenden Packung angeordnet ist. Zum anderen kann die Leitung im Bereich einer Falte der Raumfahrzeugmembran so angeordnet werden, dass die Leitung die Freiheit hat, eine Schlaufe oder einen Bogen statt des scharfen Knicks der Falte einzunehmen. Eine Kombination dieser Strategien kann dann genutzt werden, um eine Raumfahrzeugmembran sogar gefahrlos packen zu können, wenn an ihr Leitungen quer zueinander (bspw. gitterartig) verlaufen, und sogar dann, wenn die Raumfahrzeugmembran mit mehrfachem, überlagertem Falten gepackt wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist eine Raumfahrzeugmembraneinheit eine Raumfahrzeugmembran und eine Längsleitung auf, wobei sich die Längsleitung entlang eines Grats oder eines Talgrunds einer Bergfalte oder einer Talfalte der Raumfahrzeugmembran erstreckt. Die Längsleitung kann, aber muss sich nicht über eine gesamte Erstreckung der Bergfalte oder der Talfalte erstrecken.
Es ist zu beachten, dass die Bezeichnungen als „längs“ und „quer“ zwischen den einzelnen Teilpackungen der Raumfahrzeugmembranpackung und den ihnen zugeordneten im Folgenden beschriebenen Leitungen nicht übereinstimmen müssen. Die Bezeichnungen der Leitungen beziehen sich auf einen Faltenverlauf einer Falte oder von Falten einer ersten Packung (im Beispiel der Querpackung). Die Längsleitung erstreckt sich also längs der Bergfalte, auf der die Längsleitung angeordnet ist. Die Bergfalte kann aber insbesondere in der Querpackung der beispielhaften Raumfahrzeugmembranpackung gebildet sein. Die Längsleitung verläuft dann in die gleiche Richtung wie Falten der Querpackung (aber senkrecht zu einer Faltungsrichtung der Querpackung und parallel zur Längsachse). Entsprechend kann gegebenenfalls eine Oberleitung vorhanden sein, die in die gleiche Richtung verläuft wie Falten der Längspackung (aber senkrecht zu einer Faltungsrichtung der Längspackung und parallel zur Querachse).
Die Bezeichnung als „Bergfalte“ und entsprechend „Talfalte“ entspricht der Konvention, Falten aus einer Blickrichtung mit einer sofort ersichtlichen Analogie zu einem Gebirge zu bezeichnen. Eine Bergfalte erstreckt sich nach oben und weist einen Grat auf, von dem aus Flanken der Bergfalte abfallen. Wenn die Bergfalte geschlossen gefaltet wird, liegt der Grat außen an der Bergfalte frei zugänglich. Eine Talfalte erstreckt sich nach unten und weist einen Talgrund auf, von dem aus Flanken der Talfalte ansteigen. Wenn die Talfalte geschlossen gefaltet wird, liegt der Talgrund eingeschlossen zwischen den Flanken der Talfalte und ist nicht zugänglich. Bergfalten und Talfalten können an ihren Flanken nahtlos ineinander übergehen.
Durch Wenden der Raumfahrzeugmembran erscheinen Bergfalten als Talfalten und umgekehrt. Allerdings wird dabei der Grat nicht direkt zum Talgrund: Wenn ein Stück Raumfahrzeugmembran einmal gefaltet wird, bildet das Stück Raumfahrzeugmembran in seiner Gänze von einer Seite aus gesehen eine Bergfalte und von der gegenüberliegenden Seite eine Talfalte aus. Ein Materialbereich befindet sich genau in einem Knick dieser Falte, während auf seinen beiden Seiten jeweils ein weiterer Materialbereich eine Flanke ausbildet. Der Materialbereich in dem Knick bildet an seiner einen, nämlich bei vollständigem Falten außen und frei liegenden, Seite den Grat der Bergfalte und an seiner anderen, nämlich bei vollständigem Falten innen zwischen den Flanken und unzugänglich liegenden, Seite den Talgrund der Talfalte aus.
Dass Bergfalten als Talfalten erscheinen können und umgekehrt, heißt auch, dass die Raumfahrzeugmembran an ihren beiden Oberflächen jeweils eine Längsleitung aufweisen kann, die jeweils auf dem Grat einer Bergfalte verläuft. Ebenso kann die Raumfahrzeugmembran an ihren beiden Oberflächen jeweils eine Längsleitung aufweisen, die jeweils im Talgrund einer Talfalte verläuft.
Bei der Betrachtung als „Bergfalten“ und „Talfalten“ soll hier keine Rolle spielen, ob eine Seite (Fläche) der Raumfahrzeugmembran konventionell als Oberseite betrachtet wird. Beispielsweise wird eine Seite, an der Photovoltaikzellen angeordnet sind, konventionell häufig als die Oberseite der Raumfahrzeugmembran angesehen. Das soll dem nicht entgegenstehen, dass erfindungsgemäße Bergfalten mit darauf angeordneten Längsleitungen auch auf der somit konventionell als Rückseite angesehenen, nicht mit Photovoltaikzellen besetzten Seite der Raumfahrzeugmembran angeordnet sein können.
Photovoltaikzellen können in vielerlei Weise auf einer Raumfahrzeugmembran angeordnet sein. Zur Vereinfachung der Darstellung werden daher die folgenden Begriffe verwendet: Ein Photovoltaikmodul kann eine einzelne Photovoltaikzelle, eine Reihenschaltung einzelner Photovoltaikzellen, eine Parallelschaltung einzelner Photovoltaikzellen oder eine beliebige Kombination von Reihenschaltungen und Parallelschaltungen von Photovoltaikzellen (z. B. eine Parallelschaltung von Reihenschaltungen aus einzelnen Photovoltaikzellen oder eine Reihenschaltung von Parallelschaltungen aus einzelnen Photovoltaikzellen) aufweisen. Eine Photovoltaikanordnung kann ein einzelnes Photovoltaikmodul, eine Reihenschaltung einzelner Photovoltaikmodule, eine Parallelschaltung einzelner Photovoltaikmodule oder eine beliebige Kombination von Reihenschaltungen und Parallelschaltungen von Photovoltaikmodulen (z. B. eine Parallelschaltung von Reihenschaltungen aus einzelnen Photovoltaikmodulen oder eine Reihenschaltung von Parallelschaltungen aus einzelnen Photovoltaikmodulen) aufweisen.
Wenn die Raumfahrzeugmembran entpackt ist, ist die Längsleitung in der Fläche der Raumfahrzeugmembran angeordnet und kann etwa zum Kontaktieren von Photovoltaikanordnungen dienen. Wird die Raumfahrzeugmembran aber entlang der Bergfalte gefaltet, ist die auf dem Grat angeordnete Längsleitung außerhalb der gefalteten/gepackten Raumfahrzeugmembran angeordnet. Die Längsleitung kann bei dem Falten nach außen „gedrückt“ werden und liegt dort frei von einem durch oder auf die Raumfahrzeugmembranpackung ausgeübten Druck. Wenn die Längsleitung in dem Talgrund angeordnet ist, ist die Längsleitung zwar in der gefalteten/gepackten Raumfahrzeugmembran angeordnet und in der Talfalte zwischen den Flanken geklemmt. Sowohl mit der Längsleitung entlang des Grats als auch der Längsleitung entlang des Talgrunds kann aber die Raumfahrzeugmembran gefaltet werden, ohne dass die Längsleitung geknickt wird, wobei die Längsleitung trotzdem für ein Kontaktieren in der Fläche der Raumfahrzeugmembran eingesetzt werden kann. Das Falten bezieht sich dabei auf ein einfaches Falten. Im Beispiel entspricht dieses einfache Falten dem Packen zur Querpackung.
Wenn die Längsleitung kabelartig mit rundem oder anderweitig (ggf. nahezu) symmetrischem Querschnitt oder jedenfalls im Querschnitt kompakt ausgebildet ist, ist es unerheblich, in welcher Ausrichtung die Längsleitung an dem Grat der Bergfalte oder dem Talgrund der Talfalte befestigt ist. Die Längsleitung kann aber auch bandartig oder mit einem runden, rechteckigen oder unrunden oder beliebig geformten Querschnitt ausgebildet sein, wobei die Längsleitung auch mehrere einzelne, ggf. parallel angeordnete Teilleitungen aufweisen oder ein Leitungsbündel sein kann. Insbesondere, wenn die Längsleitung mit einem bandartigen oder unrunden Querschnitt ausgebildet ist, kann die Längsleitung in besonderer Weise angeordnet werden, um sicherzustellen, dass die Längsleitung nur im Bereich des Grats oder des Talgrunds mit der Raumfahrzeugmembran verbunden ist, aber nicht an den Flanken. Wäre die Längsleitung mit den Flanken beidseits des Grats oder Talgrunds verbunden, würde die Längsleitung nämlich beim Falten (entlang ihrer Längsrichtung) geknickt. Die Längsleitung kann daher eine größere Erstreckung senkrecht zu der Raumfahrzeugmembran aufweisen als parallel zu der Raumfahrzeugmembran und quer zu dem Grat der Bergfalte oder dem Talgrund der Talfalte, wobei die Angaben sich auf einen entpackten/entfalteten Zustand der Raumfahrzeugmembran beziehen. Es ist möglich, dass die Längsleitung nur mit einer schmalen Seite an dem Grat oder dem Talgrund befestigt ist. Dadurch kann die Längsleitung in dem entpackten/entfalteten Zustand „hochstehen“ oder „abstehen“. An dem Grat der Bergfalte oder (zumindest im entfalteten Zustand der Raumfahrzeugmembran) in dem Talgrund der Talfalte erstreckt sich die Längsleitung dann in der Art eines Kamms bei einem Molch oder Leguan. Gegebenenfalls können die Längsleitung und die Bergfalte oder Talfalte gemeinsam eine höhere Biegesteifigkeit aufweisen als die Bergfalte oder Talfalte ohne die Längsleitung. Bei einer bandartigen Längsleitung steht das Band vorzugsweise senkrecht auf der entpackten/entfalteten Raumfahrzeugmembran. Das führt dazu, dass eine breite (bzw. hier eigentlich „hohe“) Leiterbahn ausgebildet werden kann, ohne dass diese geknickt werden muss. Die Längsleitung liegt dann im gepackten/gefalteten Zustand der Raumfahrzeugmembran flach in der vollständig geschlossenen Talfalte oder insbesondere in der Verlängerung der vollständig geschlossenen Bergfalte und kann somit auch in ähnlicher Weise wie die Falten der Raumfahrzeugmembran gestapelt werden. Damit können also für den Fall der Anordnung der Längsleitung an der Bergfalte zwei nebeneinander angeordnete Stapel gebildet werden: Nämlich ein Stapel der Raumfahrzeugmembran und davon weitgehend unabhängig, räumlich getrennt und nur an den Graten verbunden ein Stapel der Längsleitung.
Die Raumfahrzeugmembraneinheit kann neben der Längsleitung auch eine oder mehrere Anschlussleitungen aufweisen, die mit der Längsleitung verbunden sein soll oder sollen. Jede Anschlussleitung kann sich von der Längsleitung abzweigend in die Fläche der Raumfahrzeugmembran erstrecken und beispielsweise zum Kontaktieren einer Photovoltaikanordnung oder mehrerer zusammengeschalteter Photovoltaikanordnungen dienen. Die Anschlussleitungen können so gegebenenfalls ein verzweigtes Netz über die Raumfahrzeugmembran bilden, mit dem über die Raumfahrzeugmembran verteilte Photovoltaikanordnungen kontaktiert werden. Jede Anschlussleitung erstreckt sich zumindest teilweise an einer Flanke einer Falte. Weil beispielsweise die Photovoltaikanordnungen jeweils an einer Flanke angeordnet sind und selbst nicht geknickt bzw. gefaltet werden dürfen und ggf. können, erstrecken sich die Anschlussleitungen gewöhnlich nicht über eine angrenzende Talfalte oder Bergfalte hinaus auf eine benachbarte Flanke und unterliegen nicht der Gefahr, beim Falten geknickt zu werden.
Eine Kontaktstelle zwischen der Längsleitung und der Anschlussleitung unterliegt aber einer besonderen Beanspruchung: Zwischen dem gepackten Zustand der Raumfahrzeugmembran und ihrem entpackten Zustand wird die Kontaktstelle um 90° verdreht oder ausgelenkt. Am Beispiel der unrunden, insbesondere bandartigen, kammartig an der Bergfalte aufstehenden Längsleitung bedeutet das, dass im gepackten Zustand die Flanke der Bergfalte und die Längsleitung parallel sind (s. o.) und somit die Anschlussleitung flach unter einem Winkel von 0° oder 180° an die Längsleitung anschließt. Im entpackten Zustand steht die Längsleitung aber unter einem Winkel von etwa 90° auf der Raumfahrzeugmembran und damit der Flanke der Bergfalte. Das heißt, auch die Anschlussleitung trifft unter einem Winkel von etwa 90° auf die Längsleitung und muss so an die Längsleitung anschließen.
Eine sich an einer ersten Flanke der Bergfalte erstreckende Anschlussleitung kann daher mit der Längsleitung verbunden sein und die Anschlussleitung schlaufen- oder bogenartig zu der Längsleitung geführt sein, sodass Längsleitung und Anschlussleitung eine Kontaktstelle ausbilden können. Dabei kann die Anschlussleitung von der ersten Flanke der Bergfalte zwischen dem Grat und der Längsleitung hindurchgeführt sein. Eine Schlaufe oder ein Bogen der Anschlussleitung kann sich oberhalb einer zweiten Flanke der Bergfalte erstrecken. Die Anschlussleitung kann an einer der Raumfahrzeugmembran abgewandten Seite der Längsleitung („oben“, „an der Oberkante der Längsleitung“) mit der Längsleitung verbunden sein. Die Kontaktstelle kann direkt oberhalb der Stelle angeordnet sein, an der die Anschlussleitung zwischen dem Grat und der Längsleitung hindurchgeführt ist, sodass die Anschlussleitung in sich nicht verdreht wird, oder die Kontaktstelle kann seitlich an der Längsleitung dazu versetzt sein. Die Anschlussleitung muss auch nicht zwischen dem Grat und der Längsleitung durchgeführt sein, sondern kann von der ersten Flanke schlaufenartig zu der Längsleitung geführt sein, bis zu der Kontaktstelle, an der Längsleitung und Anschlussleitung verbunden sind. Eine Schlaufe oder ein Bogen der Anschlussleitung kann sich somit oberhalb der ersten Flanke erstrecken. Die Anschlussleitung kann dabei von der Seite der ersten Flanke aus an der Längsleitung anliegen. Die Anschlussleitung kann zur Bildung der Schlaufe oder des Bogens oberhalb der ersten Flanke entweder in Richtung auf die Längsleitung gebogen werden, sodass sich ein eher offener Bogen der Anschlussleitung bildet, wobei die Anschlussleitung nicht an der Längsleitung anliegt, sondern nur an der Kontaktstelle mit dieser verbunden ist. Die Anschlussleitung kann zur Bildung der Schlaufe oder des Bogens oberhalb der ersten Flanke aber auch in eine Richtung weg von der Längsleitung gebogen werden, sodass sich eher eine geschlossene Schlaufe der Anschlussleitung bildet und die Anschlussleitung an der Längsleitung anliegen kann. Insbesondere in diesem letzteren Fall kann die Kontaktstelle der Anschlussleitung mit der Längsleitung gegenüber einer Stelle, an der die Anschlussleitung an der Längsleitung anliegt, seitlich versetzt sein.
Beispielsweise bei einer mit mehreren Photovoltaikanordnungen besetzten Raumfahrzeugmembran ist es möglich, dass Anschlussleitungen von beiden Seiten zu der Längsleitung führen und mit dieser verbunden werden sollen. Daher kann eine sich an der zweiten Flanke der Bergfalte erstreckende weitere Anschlussleitung mit der Längsleitung verbunden sein und die weitere Anschlussleitung schlaufenartig zu der Längsleitung geführt sein. Dabei kann die weitere Anschlussleitung von der zweiten Flanke der Bergfalte zwischen dem Grat und der Längsleitung hindurchgeführt sein. Die weitere Anschlussleitung kann analog der oben beschriebenen (ersten) Anschlussleitung ausgeführt sein. Daher gilt alles oben für die (erste) Anschlussleitung Gesagte analog auch für die weitere (zweite) Anschlussleitung, wobei die Worte „erste Flanke“ durch „zweite Flanke“ und umgekehrt „zweite Flanke“ durch „erste Flanke“ zu ersetzen sind.
Die Anschlussleitungen können einander unmittelbar benachbart mit der Längsleitung verbunden sein. Ihre Kontaktstellen können also unmittelbar nebeneinander liegen. Die Kontaktstellen müssen einander dabei nicht berühren.
Wenn an der Raumfahrzeugmembran eine Mehrzahl von Photovoltaikanordnungen angeordnet ist, dann können die Anschlussleitungen, wenn sie wie oben beschrieben benachbart mit der Längsleitung verbunden sind, Paare von Anschlussleitungen ausbilden, die jeweils einander an der ersten Flanke und der zweiten Flanke der Bergfalte gegenüberliegende Photovoltaikanordnungen kontaktieren und mit der Längsleitung verbinden.
Es ist nicht notwendig, dass die Photovoltaikanordnung, die mit der Anschlussleitung verbunden ist, und die Längsleitung an derselben Seite (Fläche) der Raumfahrzeugmembran angeordnet sind. Es ist möglich, dass die Anschlussleitung zwischen der Photovoltaikanordnung und der Längsleitung durch eine Ausnehmung in der Raumfahrzeugmembran hindurchgeführt ist und so die Seite wechselt. Mit anderen Worten muss die sich an der ersten Flanke bzw. zweiten Flanke der Bergfalte erstreckende Anschlussleitung sich nicht zwischen der Photovoltaikanordnung und der Längsleitung vollständig an der ersten Flanke bzw. zweiten Flanke erstrecken oder kann sich auf zwei Seiten (Flächen) der Raumfahrzeugmembran jeweils teilweise erstrecken.
Die bisher beschriebene Anordnung der Längsleitung ist vorteilhaft, weil sie vermeidet, dass die Längsleitung geknickt wird, wenn die Raumfahrzeugmembran einfach, in einer ersten Packung (im Beispiel: der Querpackung) gefaltet wird. Diese Anordnung bewirkt aber für sich genommen noch nicht, dass die Raumfahrzeugmembran auch in einer zweiten, überlagerten Packung (im Beispiel: der Längspackung) gefaltet werden kann, ohne dass die Längsleitung geknickt wird. Bei der überlagerten Packung wird die Bergfalte bzw. die Talfalte in sich, beispielsweise senkrecht zu ihrem Verlauf geknickt.
Soll vermieden werden, dass die Längsleitung insbesondere mit der Bergfalte geknickt wird, kann die Längsleitung abschnittsweise nicht mit der Raumfahrzeugmembran verbunden sein. Insbesondere kann die Längsleitung nur abschnittsweise oder sogar nur punktuell mit dem Grat der Bergfalte verbunden sein. Die Längsleitung kann dort nicht mit der Raumfahrzeugmembran verbunden sein, wo eine überlagerte Falte quer zu der Bergfalte verläuft.
Dass die Längsleitung abschnittsweise nicht mit der Raumfahrzeugmembran (bzw. dem Grat der Bergfalte) verbunden ist, erlaubt es der Längsleitung, sich in diesem Abschnitt oder diesen Abschnitten unabhängig von der Raumfahrzeugmembran zu bewegen und nicht in die überlagerten Falten der Raumfahrzeugmembran gezwungen zu werden, sofern die Längsleitung dort nicht mit der Raumfahrzeugmembran verbunden ist, wo sich ein Grat der überlagerten Falten befindet. (Das Gleiche wie für den Grat gilt auch für einen Talgrund der überlagerten Falten. Eine Betrachtung des Grat oder des Talgrunds der überlagerten Falten ist hier äquivalent. Im Folgenden ist daher nur vom Grat die Rede.) Stattdessen kann die Längsleitung eine Form einnehmen, die der Form der Falte nicht folgt und keinen Knick ausbilden. Beispielsweise kann die Längsleitung in dem Bereich der Falte eine Schlaufe oder einen Bogen ausbilden, die oder der die Längsleitung nicht übermäßig beansprucht.
Um die Bewegung des Bereichs der Längsleitung im Bereich der Falte unabhängig von der Raumfahrzeugmembran zu unterstützen, kann die Längsleitung dort, wo die Längsleitung nicht mit der Raumfahrzeugmembran verbunden ist, eine Überlänge aufweisen, sodass über den unverbundenen Bereich gemessen die Längsleitung länger ist als die Raumfahrzeugmembran. Dadurch können die Schlaufen oder Bögen weicher - und damit materialbeanspruchender - ausfallen als die scharfen Falten der Raumfahrzeugmembran. Eine Überlänge ist aber nicht notwendig.
Wie weit von dem tatsächlichen Grat entfernt die Längsleitung nicht mit der Raumfahrzeugmembran verbunden werden darf oder sollte und wie groß eine eventuelle Überlänge gewählt werden kann, hängt von einer Vielzahl von Parametern ab, unter anderem einem minimalen zulässigen Biegeradius der Längsleitung, ggf. einem gewünschten Biegeradius der Längsleitung, einer Faltentiefe und -breite und einer Größe und Dicke der Raumfahrzeugmembran. Wenn beispielsweise basierend auf einem Material und ggf. einer Dicke der Längsleitung ein minimaler Biegeradius der Längsleitung bekannt ist, bei Unterschreitung dessen die Längsleitung Schaden nehmen könnte, dann kann/können ein minimaler notwendiger Abstand jeweils auf beiden Seiten des Grates und/oder eine minimale Überlänge abgeschätzt werden. Um lediglich ein nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann der minimale notwendige Abstand mit dem dreifachen oder π-fachen Wert des minimalen Biegeradius und/oder ein minimaler notwendiger gesamter unverbundener Bereich mit dem sechsfachen oder (2π)-fachen Wert des minimalen Biegeradius abgeschätzt werden. Der Abstand kann somit das Dreifache oder π-fache des minimalen Biegeradius und der unverbundene Bereich das Sechsfache oder (2π)-fache des minimalen Biegeradius betragen. Für den Abstand sind auch andere Abschätzungen möglich.
An mehreren Bergfalten und/oder Talfalten der Raumfahrzeugmembran kann jeweils eine Längsleitung angeordnet sein, wobei jede der Längsleitungen der vorhergehend beschriebenen Längsleitung entsprechen kann und die Längsleitungen gleich oder verschieden ausgebildet sein können. Die Bergfalten und/oder Talfalten können dabei parallel sein. Mehrere Längsleitungen können beispielsweise dann an mehreren Bergfalten und/oder Talfalten angeordnet sein, wenn die Raumfahrzeugmembran überwiegend oder vollständig mit Photovoltaikanordnungen besetzt ist, sodass ein enges Netz von Leitungen ausgebildet werden muss, um alle Photovoltaikanordnungen zu kontaktieren. Dann können mehrere Bergfalten oder kann jede Bergfalte, die an ihren Flanken Photovoltaikanordnungen aufweisen oder aufweist, an ihrem Grat eine Längsleitung aufweisen und/oder mehrere Talfalten oder jede Talfalte, die an ihren Flanken Photovoltaikanordnungen aufweisen oder aufweist, in ihrem Talgrund eine Längsleitung aufweisen. (Wie bereits dargestellt können sich die Photovoltaikanordnungen auch auf einer anderen, gegenüberliegenden Seite (Fläche) der Raumfahrzeugmembran befinden als die zugeordnete Längsleitung.) Damit kann gegebenenfalls eine vollständige Kontaktierung aller Photovoltaikanordnungen sichergestellt werden. Bei der beispielhaften Raumfahrzeugmembranpackung können also an mehreren oder allen Bergfalten und/oder Talfalten der Querpackung Längsleitungen angeordnet sein.
In der gebildeten Packung, etwa der beispielhaften Querpackung, können dann die Längsleitungen übereinander zu liegen kommen, wenn die Falten entsprechend übereinstimmend in der Packung angeordnete Grate aufweisen. Die Längsleitungen können dabei vollständig oder teilweise überlappen, wobei die Längsleitungen bspw. deswegen teilweise überlappen können, weil die Längsleitungen unterschiedliche Erstreckungen in Längsrichtung der Bergfalten aufweisen (so etwa bei der beispielhaften Raumfahrzeugmembranpackung durch die diagonale Faltung eines Quadrats bedingt), oder indem die Längsleitungen quer zu der Längsrichtung der Bergfalten gegeneinander versetzt angeordnet sind. Letzteres kann beispielsweise durch unterschiedliche Faltentiefe in einer Zickzackpackung bedingt sein.
Die vorstehend geschilderte kammartige Ausrichtung der beispielsweise bandartigen Längsleitung ist bei mehreren Längsleitungen, die übereinander angeordnet sind, besonders vorteilhaft, weil diese Ausrichtung erlaubt, dass die Längsleitungen genauso einen kompakten Stapel bilden, wie dies die Raumfahrzeugmembran in der Raumfahrzeugmembranpackung tut.
Die Längsleitungen können sich dann auch entsprechend bei einer überlagerten Faltung gemeinsam in (ggf. ineinander liegende) Schlaufen oder Bögen legen, wenn die Längsleitungen jeweils abschnittsweise nicht mit der Raumfahrzeugmembran verbunden sind. Gegebenenfalls kann es aus diesem Grund sinnvoll sein, wenn der oben genannte minimale Abstand, innerhalb dessen die Längsleitung nicht mit der Raumfahrzeugmembran verbunden ist, und/oder eine Überlänge jeweils unterschiedlich gewählt wird, sodass Schlaufen oder Bögen mit leicht unterschiedlichen Biegeradien und/oder Größen entstehen. Diese können dann so gewählt werden, dass bei ausgebildeter überlagerter Faltung ineinander liegende Schlaufen oder Bögen ohne Spannung oder Druck ineinanderpassen. Außenliegende Schlaufen oder Bögen können dazu einen größeren Biegeradius und weiter innenliegende Schlaufen oder Bögen entsprechend ihrer Lage nach innen abnehmende Biegeradien aufweisen.
Weil die Längsleitungen sowohl in der ersten Packung (im Beispiel: Querpackung) als auch in der zweiten, überlagerten Packung (im Beispiel: Längspackung) räumlich getrennt („neben“) der Raumfahrzeugmembran zu liegen kommen, können die Längsleitungen aber unterschiedlich von der Raumfahrzeugmembran behandelt werden, beispielsweise mit einem geringeren oder keinem Anpressdruck beaufschlagt werden. Ein solcher Anpressdruck kann (in der überlagerten Packung) auch nur da ausgeübt werden, wo die Längsleitungen mit der Raumfahrzeugmembran verbunden sind, sodass die Schlaufen oder Bögen unbelastet sind und nicht nachträglich noch geknickt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist eine Raumfahrzeugmembraneinheit eine Raumfahrzeugmembran und eine Querleitung auf. Die Raumfahrzeugmembraneinheit kann die vorhergehend beschriebene Raumfahrzeugmembraneinheit sein, mit der vorhergehend beschriebenen Raumfahrzeugmembran. Die Raumfahrzeugmembraneinheit kann dann nur mindestens eine Querleitung ohne Längsleitung oder die Querleitung zusätzlich zu der Längsleitung oder den Längsleitungen und ggf. der Anschlussleitung oder den Anschlussleitungen aufweisen. Die Querleitung kann auch eine Anschlussleitung wie oben beschrieben sein. Die Querleitung kann auch ein Leitungsbündel sein oder mehrere, ggf. parallele Teilleitungen aufweisen. Die Querleitung ist mit einer ersten Flanke einer Bergfalte und mit einer zweiten Flanke der Bergfalte verbunden und umgibt einen Grat der Bergfalte (im Beispiel: der Querpackung) teilweise.
Dass die Querleitung den Grat teilweise umgibt, kann bedeuten, dass die Querleitung eine Schlaufe oder einen Bogen über dem Grat bildet. Die Schlaufe oder der Bogen kann an dem Grat anliegen oder zwischen der Schlaufe oder dem Bogen und dem Grat kann ein Abstand oder Zwischenraum gebildet sein. Dass die Querleitung den Grat teilweise umgibt, kann bedeuten, dass die Querleitung sich mit einer Umfangserstreckung von weniger als 360° um den Grat erstreckt oder dass die Schlaufe oder der Bogen im Querschnitt nicht geschlossen ist. In anderen Worten überquert die Querleitung den Grat. Die Querleitung kann dazu an den Flanken der Bergfalte jeweils befestigt sein und zwischen so gebildeten Befestigungsstellen eine Überlänge aufweisen, sodass die Querleitung zwischen den Befestigungsstellen länger ist als die Raumfahrzeugmem bran.
Ein Abstand der an den zugeordneten Flanken angeordneten Befestigungsstellen vom Grat und eine notwendige Überlänge hängen wiederum von einer Vielzahl von Parametern ab, unter anderem davon, ob eine Längsleitung auf dem Grat angeordnet ist, die die Querleitung ebenfalls umgibt, von einem minimalen zulässigen Biegeradius der Querleitung, ggf. einem gewünschten Biegeradius der Querleitung, einer Faltentiefe und -breite und einer Größe und Dicke der Raumfahrzeugmembran. Es ist möglich, dass die Abstände der Befestigungsstellen vom Grat nicht symmetrisch, also nicht auf beiden Seiten des Grats gleich sind. Wenn beispielsweise basierend auf einem Material und ggf. einer Dicke der Querleitung ein minimaler Biegeradius der Querleitung bekannt ist, bei Unterschreitung dessen die Querleitung Schaden nimmt, dann kann/können ein minimaler notwendiger Abstand der Befestigungsstellen und eine minimal notwendige Überlänge abgeschätzt werden. Um lediglich ein nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann der minimale notwendige Abstand mit dem doppelten oder vierfachen Wert des minimalen Biegeradius, ein minimaler notwendiger Abstand jeder Befestigungsstelle von dem Grat mit dem einfachen oder doppelten Wert des minimalen Biegeradius und/oder eine minimale notwendige Überlänge als das (2π)-fache des minimalen Biegeradius abgeschätzt werden. Der Abstand kann somit dem minimalen Biegeradius entsprechen oder das Doppelte des minimalen Biegeradius betragen. Die Überlänge kann das (2π)-fache des minimalen Biegeradius betragen. Für den Abstand und die Überlänge sind jeweils auch andere Abschätzungen möglich.
Statt sich über den Grat zu erstrecken bzw. den Grat teilweise zu umgeben, kann eine Schlaufe oder ein Bogen der Querleitung auch in die Raumfahrzeugmembran eingezogen sein. Dazu kann die Raumfahrzeugmembran im Bereich der Bergfalte eine Ausnehmung aufweisen, die sich von der ersten Flanke über den Grat bis zu der zweiten Flanke erstreckt und mindestens so breit ist wie oder breiter ist als die Querleitung. Die Querleitung kann sich dann in der Ausnehmung erstrecken und dort die Schlaufe oder den Bogen bilden, wobei die Querleitung ggf. ebenfalls eine Überlänge aufweisen kann.
Die Ausführungsform mit der Ausnehmung ist bspw. vorteilhaft, wenn neben der Falte (oder ggf. den Falten) der Packung kein Platz ist, in dem sich die Schlaufen oder Bögen der Querleitung, ggf. außerhalb der Raumfahrzeugmembranpackung, erstrecken könnten. Bei der beispielhaften Raumfahrzeugmembranpackung kann dies der Fall sein, wenn Zickzackfaltungen auf beiden Seiten der Längsachse Teil-Querpackungen bilden, wobei sich die Querleitung auf der oder parallel zu der Querachse erstreckt. Die Querleitung muss dann mehrere Falten in der Teil-Querpackung überwinden. Dann können die Zickzackfaltungen entweder so angeordnet werden, dass im Bereich der Längsachse zwischen ihnen ein Abstand verbleibt, in dem sich die Schlaufen oder Bögen der Querleitung erstrecken können. Dieser Abstand ist aber gegebenenfalls ein „verlorener Bereich“, beispielsweise weil der Abstand nicht in einfacher Weise mit Photovoltaikanordnungen einer auf die Faltentiefe der Zickzackfalten angepassten Größe bedeckt werden kann oder weil die Raumfahrzeugmembranpackung damit im Hinblick auf ein verfügbares Bauvolumen des Raumfahrzeugs ungünstig groß wird. Wenn stattdessen die Querleitung wie beschrieben im Bereich der Grate nicht über die Falten hinausragt, können die Zickzackfaltungen an der Längsachse direkt aneinander angrenzen, ohne dass Rücksicht auf die Schlaufen oder Bögen der Querleitung genommen werden müsste. Die Schlaufen oder Bögen liegen geschützt in ihren zugehörigen Ausnehmungen. Aber auch an den gegenüberliegenden Seiten der Zickzackfaltungen, an der Querpackung außen liegend, kann es vorteilhaft sein, wenn die Querleitung nicht über die Falten hinausragt. Weil die Schlaufen oder Bögen geschützt in den Ausnehmungen liegen, kann die Querleitung weniger leicht an etwas hängen bleiben, beschädigt werden, etc. Es ist möglich, dass die Längsleitung über die Ausnehmungen hinweg verläuft.
Die Raumfahrzeugmembran kann auf diese Weise an der Bergfalte gefaltet werden, ohne das die Querleitung geknickt wird. Während die Flanken der Bergfalte mit den daran befestigten Abschnitten der Querleitung zueinander in parallele Ausrichtung gebracht werden, bleibt die Querleitung im Bereich des Grats schlaufen- oder bogenförmig und wird nicht scharf geknickt. So kann eine Leitung erstmals in der Fläche der Raumfahrzeugmembran auch quer zu einem Faltenverlauf sich über die Falten erstreckend angebracht werden.
Wenn sich die Querleitung nicht nur über Bergfalten, sondern auch über Talfalten erstrecken soll, kann die Tatsache genutzt werden, dass Talfalten nichts anderes sind als um 180° gewendete Bergfalten. Die Querleitung kann somit durch die Raumfahrzeugmembran hindurch geführt werden, sodass die Querleitung sich auf beiden Seiten der Talfalte auf der Seite der Raumfahrzeugmembran erstreckt, die bei der vorhergehenden Betrachtung eine Unterseite der Raumfahrzeugmembran war. Betrachtet aus der Sicht der Querleitung wird die Talfalte somit zur Bergfalte - anschaulich beschrieben kann die Raumfahrzeugmembran einfach gewendet werden. Auf diese Weise kann die Talfalte genauso überbrückt werden, wie oben und im Folgenden für die Bergfalte beschrieben. Das Durchführen durch die Raumfahrzeugmembran kann an beliebiger Stelle der Raumfahrzeugmembran bzw. der Flanken erfolgen. Je nachdem, ob es vorteilhaft ist, die Querleitung auf der Oberseite oder der Unterseite der Raumfahrzeugmembran anzuordnen oder ob dies keine Rolle spielt, kann das Durchführen näher an den Graten der der Talfalte benachbarten Bergfalten, näher am Talgrund der Talfalte oder mittig an den Flanken erfolgen. Gegebenenfalls kann ein Befestigen der Querleitung an den Flanken nahe der Talfalte, nahe der Bergfalte oder ganz entfallen, weil durch das Durchführen durch die Raumfahrzeugmembran bereits eine ausreichende Befestigung und Führung erreicht wird.
Wenn die Raumfahrzeugmembraneinheit neben der Querleitung noch eine Längsleitung aufweist, kann die Querleitung die Längsleitung teilweise umgeben. Dies ergibt sich automatisch, wenn die Querleitung wie oben beschrieben den Grat teilweise umgibt und auf dem Grat die Längsleitung angeordnet ist (eine ausreichende Überlänge der Querleitung vorausgesetzt). Die Schlaufe oder der Bogen der Querleitung kann an dem Grat und/oder der Längsleitung anliegen oder zwischen der Schlaufe oder dem Bogen und dem Grat und der Längsleitung kann ein Abstand oder Zwischenraum gebildet sein. Dass die Querleitung den Grat und die Längsleitung teilweise umgibt, kann bedeuten, dass die Querleitung sich mit einer Umfangserstreckung von weniger als 360° um den Grat und die Längsleitung erstreckt oder dass die Schlaufe oder der Bogen im Querschnitt nicht geschlossen ist. In anderen Worten überquert die Querleitung den Grat und die Längsleitung.
Eine die Längsleitung und die Querleitung verbindende Verbindungsleitung kann dabei vorhanden sein. Insbesondere kann sich die Verbindungsleitung in der von der Querleitung gebildeten Schlaufe oder dem von der Querleitung gebildeten Bogen erstrecken. Die Verbindungsleitung kann dabei die Querleitung an der Innenseite der Schlaufe oder des Bogens und die Längsleitung an ihrer der Raumfahrzeugmembran abgewandten Seite („oben“) kontaktieren, wobei das Kontaktieren der Längsleitung innerhalb der Schlaufe oder des Bogens der Querleitung erfolgen kann. Es ist aber auch möglich, dass sich die Verbindungsleitung nicht in der Schlaufe oder dem Bogen der Querleitung erstreckt, sondern neben diesem verläuft und die Längsleitung seitlich versetzt zu der Schlaufe oder dem Bogen statt innerhalb der Schlaufe oder des Bogens kontaktiert.
Die Querleitung kann in ihrer Schlaufe oder ihrem Bogen einen Wendepunkt aufweisen. Vorteilhafterweise kann die Verbindungsleitung die Querleitung an diesem Wendepunkt oder im Bereich dieses Wendepunkts kontaktieren, sodass die so gebildete Kontaktstelle durch die Durchbiegung der Querleitung möglichst wenig mechanisch belastet wird.
Dabei soll es hier für die Bezeichnung als „Querleitung“ und „Verbindungsleitung“ nur auf ihre Funktion, nicht auf eine gegenständliche Ausbildung ankommen. Beispielsweise kann eine erste Leitung aus Richtung der ersten Flanke der Bergfalte bogenförmig die Längsleitung kontaktieren und eine zweite Leitung aus Richtung der zweiten Flanke halbbogenförmig die erste Leitung an einer Kontaktstelle kontaktieren. Dann ist die Querleitung aus der zweiten Leitung und dem Teil der ersten Leitung, der von der Kontaktstelle auf der Seite der ersten Flanke liegt, gebildet und die Verbindungsleitung aus dem Teil der ersten Leitung, der auf der anderen Seite der Kontaktstelle liegt. Genauso kann aber auch die Querleitung durchgehen und die Verbindungsleitung an diese angesetzt sein. Die Verbindungsleitung kann auch ganz oder teilweise einstückig mit der Querleitung sein. Insbesondere bei einer solchen einstückigen Ausbildung ist möglich, dass die Verbindungsleitung die Längsleitung seitlich versetzt zu der Schlaufe oder dem Bogen der Querleitung kontaktiert.
Es ist insbesondere dann, wenn eine Verbindungsleitung vorhanden ist, möglich, dass die Abstände der Befestigungsstellen auf beiden Seiten des Grats der Bergfalte nicht gleich sind. Insbesondere kann die Befestigungsstelle auf der Seite des Grats, an der die Verbindungsleitung die Querleitung kontaktiert, weiter von dem Grat entfernt sein als die Befestigungsstelle auf der Seite des Grats, an der die Verbindungsleitung die Querleitung nicht kontaktiert. Beispielsweise kann der Abstand der Befestigungsstelle auf der Seite des Grats, an der die Verbindungsleitung die Querleitung kontaktiert, von dem Grat doppelt so groß sein wie der Abstand der Befestigungsstelle auf der Seite des Grats, an der die Verbindungsleitung die Querleitung nicht kontaktiert, von dem Grat. Um lediglich ein nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann, wenn ein minimaler zulässiger Biegeradius der Querleitung, ggf. ein gewünschter Biegeradius der Querleitung, bekannt ist, der Abstand der Befestigungsstelle auf der Seite des Grats, an der die Verbindungsleitung die Querleitung kontaktiert, von dem Grat als das Doppelte des minimalen zulässigen Biegeradius oder gewünschten Biegeradius abgeschätzt werden und kann der Abstand der Befestigungsstelle auf der Seite des Grats, an der die Verbindungsleitung die Querleitung nicht kontaktiert, von dem Grat als der einfache Wert des minimalen zulässigen Biegeradius oder gewünschten Biegeradius abgeschätzt werden. Der Abstand der Befestigungsstelle auf der Seite des Grats, an der die Verbindungsleitung die Querleitung kontaktiert, von dem Grat kann somit das Doppelte des minimalen zulässigen Biegeradius oder gewünschten Biegeradius betragen und der Abstand der Befestigungsstelle auf der Seite des Grats, an der die Verbindungsleitung die Querleitung nicht kontaktiert, von dem Grat kann dem minimalen zulässigen Biegeradius oder gewünschten Biegeradius entsprechen. Für den Abstand sind auch andere Abschätzungen möglich.
Wenn die Querleitung die Längsleitung teilweise umgibt, kann abgeschätzt werden, dass sich eine minimal notwendige Überlänge (beispielsweise der oben abgeschätzte Wert des (2π)-fachen des minimalen Biegeradius) um das doppelte einer Länge erhöht, um die sich die Längsleitung von dem Grat weg erstreckt. Die Überlänge kann somit der Summe aus dem (2π)-fachen des minimalen Biegeradius und der Länge, um die sich die Längsleitung von dem Grat weg erstreckt, entsprechen oder größer sein als diese Summe. Für die Überlänge sind auch andere Abschätzungen möglich.
Mit einer beliebigen Kombination aus jeweils einer oder mehreren Längsleitung(en), Anschlussleitung(en) und Querleitung(en) kann ein Leitungssystem gebildet sein. Beispielsweise kann das Leitungssystem zum Kontaktieren von Photovoltaikanordnungen dienen.
Die oder eine Querleitung kann dann bspw. mit mehreren Längsleitungen verbunden sein und das Leitungssystem über die Querleitung kontaktierbar sein. Die Querleitung kann dabei eine Stromversorgung für das Leitungssystem ermöglichen, die an einem Raumfahrzeug bereitgestellt ist, dessen Teil die Raumfahrzeugmembran ist, oder die Querleitung kann umgekehrt elektrische Ladungen aus dem Leitungssystem zu dem Raumfahrzeug transportieren. Die Querleitung kann so beispielsweise als Sammelleitung eines Photovoltaiksystems eingesetzt werden, wenn die Raumfahrzeugmembran mit Photovoltaikanordnungen besetzt ist.
Wie bereits beschrieben und dem Beispiel entsprechend kann die Raumfahrzeugmembran viereckig sein und die oder eine Bergfalte und/oder die oder eine Talfalte parallel zu oder entlang einer Diagonalen der Raumfahrzeugmembran verlaufen. Die Raumfahrzeugmembran kann insbesondere, dem Beispiel entsprechend, quadratisch sein. Die Raumfahrzeugmembran kann aber auch beispielsweise rautenförmig, rechteckig oder unregelmäßig viereckig sein. Im Beispiel entspricht die Diagonale der Längsachse und die Bergfalte(n) und/oder Talfalte(n) einer Falte oder den Falten der Querpackung.
Ebenfalls wie bereits beschrieben kann die Raumfahrzeugmembraneinheit Photovoltaikzellen, als Photovoltaikanordnungen oder als Teil von Photovoltaikanordnungen, auf der Raumfahrzeugmembran aufweisen und die oder eine Längsleitung, Anschlussleitung oder Querleitung oder - leitungen oder eine Kombination davon - abhängig davon, welche Leitungen die konkrete Raumfahrzeugmembran aufweist - die Photovoltaikzellen oder Photovoltaikanordnungen kontaktieren. Insbesondere kann das Leitungssystem die Photovoltaikzellen oder Photovoltaikanordnungen kontaktieren, wobei die individuell vorhandenen Längsleitungen, Anschlussleitungen und/oder Querleitungen zum Kontaktieren der Photovoltaikzellen oder Photovoltaikanordnungen und zum Abführen des mittels der Photovoltaikzellen oder Photovoltaikanordnungen erzeugten Stroms an das Raumfahrzeug zusammenwirken. Bei den Photovoltaikzellen kann es sich insbesondere um Dünnfilmphotovoltaikzellen handeln.
Eine erfindungsgemäße Raumfahrzeugmembranpackung kann eine Raumfahrzeugmembraneinheit wie vorhergehend beschrieben aufweisen, wobei die Raumfahrzeugmembran in einer Erstreckungsebene eine Längsachse zwischen gegenüberliegenden Längsecken und eine zu der Längsachse quer und durch gegenüberliegende Querecken verlaufende Querachse aufweist. Die Raumfahrzeugmembran kann dann entlang der Längsachse zu einer Längspackung gepackt sein und entlang der Querachse zu einer Querpackung gepackt sein, wobei die Längspackung der Querpackung überlagert ist. Dabei kann dann die Querpackung die oder eine Bergfalte, die Bergfalten oder Bergfalten ausbilden und/oder die oder eine Talfalte, die Talfalten oder Talfalten ausbildet und die Längspackung die überlagerte Falte oder die überlagerten Falten, eine überlagerte Falte oder überlagerte Falten ausbilden. Im Vorhergehenden sind Möglichkeiten einer solchen Ausgestaltung bereits wiederholt beispielhaft geschildert worden. Dabei wurde zum einen ein grundsätzlicher Aufbau erläutert, aber auch mögliche Abwandlungen.
Oben wurden zwei Möglichkeiten zur Ausbildung der Längspackung, nämlich ein Wickeln und ein Falten, geschildert. Es ist leicht erkennbar, dass die geschilderte Anordnung der verschiedenen Leitungen, insbesondere der Längsleitung, bei beiden Möglichkeiten zur Ausbildung der Längspackung vorteilhaft einsetzbar ist. Insbesondere die besondere Anordnung der Querleitung ist aber besonders vorteilhaft, wenn die Längspackung durch Falten gebildet wird.
In einer besonderen Ausführungsform ist die Längspackung durch Faltungen auf beiden Seiten der Querachse gebildet und sind die Faltungen jeweils von der Längsecke bis zu einem nicht gepackten Brückenteil der Raumfahrzeugmembranpackung gefaltet. Die Querleitung kann dann im Bereich des Brückenteils verlaufen. Die Querleitung verläuft dann auf oder nahe und parallel zu der Querachse. Die Querleitung kann dann ebenso wie die Längsleitung bandförmig sein, wobei sich die bandförmige Querleitung vorteilhafterweise nicht senkrecht, sondern parallel zu der entpackten Raumfahrzeugmembran erstreckt. Der Brückenteil kann dann gemessen parallel zu der Längsachse mindestens so breit wie die bandförmige Querleitung sein. Wenn sich ein Mast durch den Brückenteil erstreckt, kann die Querleitung an dem Mast vorbei verlaufen, beispielsweise seitlich versetzt zu der Querachse, wenn der Mast sich durch die Querachse erstreckt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einer Längsleitung die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau eine Längsleitung, zwei Längsleitungen oder mehr Längsleitungen vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Die Bezugszeichen dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
Figurenliste
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

1 zeigt eine Raumfahrzeugmembran in einer Draufsicht.
2 zeigt die Raumfahrzeugmembran gemäß 1 in einem teilgepackten oder teilentpackten Zustand in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben.
3 zeigt die Raumfahrzeugmembran gemäß 1 und 2 nach einem ersten Packschritt, in dem die Raumfahrzeugmembran zu einer Querpackung gepackt wird, in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben.
4 und 5 zeigen Teilschritte eines zweiten Packschritts der Raumfahrzeugmembran gemäß 1 bis 3, in dem die Querpackung gemäß 3 zu einer Längspackung gepackt wird, in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben.
6 und 7 zeigen eine andere mögliche Ausführungsform einer Raumfahrzeugmembranpackung mit Teilschritten eines zweiten Packschritts der Raumfahrzeugmembran gemäß 1 bis 3 in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben.
8 zeigt eine Raumfahrzeugmembranpackung mit einer weiteren möglichen Ausführungsform einer Längspackung in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben.
9 zeigt eine Raumfahrzeugmembraneinheit mit einer Raumfahrzeugmembran und darauf angeordneten Längs-, Quer- und Anschlussleitungen mit teilgefalteter Querpackung in einer Draufsicht entsprechend 1.
10 zeigt eine Raumfahrzeugmembraneinheit mit einer Raumfahrzeugmembran in einer vollständig gefalteten Querpackung entsprechend 3, an der Längsleitungen angeordnet sind, in einer Draufsicht.
11 zeigt die Raumfahrzeugmembraneinheit nach 10 in einem Teilschritt für einen zweiten Packschritt analog 4 und 5 in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben.
12 zeigt die Raumfahrzeugmembraneinheit nach 11, wobei das Packen in dem zweiten Teilschritt nahezu abgeschlossen und eine Längspackung gebildet ist, in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben.
13 zeigt als Detail XIII einen Ausschnitt aus der Raumfahrzeugmembraneinheit nach 9 mit einer Längsleitung und Anschlussleitungen, wobei hier die Raumfahrzeugmembran nur geringfügig gefaltet ist und ein gegenüber 9 erhöhter Detaillierungsgrad der Darstellung gewählt ist, in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben.
14 zeigt einen 13 entsprechenden Ausschnitt, wobei die Raumfahrzeugmembraneinheit hier vollständig gefaltet ist, in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben.
15 zeigt die gefaltete Raumfahrzeugmembraneinheit in einem Ausschnitt entsprechend 14, aber mit mehreren Falten in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben.
16 zeigt ein weiteres Detail XVI der Raumfahrzeugmembraneinheit nach 9 mit einer Längsleitung in einer Draufsicht, wobei hier die Raumfahrzeugmembran in einer ersten Falte vollständig und in einer zweiten, überlagerten Falte nur geringfügig gefaltet ist und ein gegenüber 9 erhöhter Detaillierungsgrad der Darstellung gewählt ist.
17 zeigt einen Ausschnitt einer in ersten Falten und zweiten, überlagerten Falten gefalteten Raumfahrzeugmembraneinheit mit einer Längsleitung in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben.
18 zeigt als Detail XVIII einen Ausschnitt aus der Raumfahrzeugmembraneinheit gemäß 17 in einer Draufsicht.
19 zeigt als weiteres Detail XIX einen Ausschnitt der Raumfahrzeugmembraneinheit nach 9 mit einer Längsleitung, einer Querleitung und einer Verbindungsleitung in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben, wobei hier die Raumfahrzeugmembran an einer ersten Falte nur geringfügig gefaltet ist und ein gegenüber 9 erhöhter Detaillierungsgrad der Darstellung gewählt ist.
20 zeigt das Detail XIX der Raumfahrzeugmembraneinheit nach 19, wobei die Raumfahrzeugmembran an der ersten Falte gefaltet ist, in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben.
21 zeigt das Detail XIX der Raumfahrzeugmembraneinheit nach 20 mit einer zweiten, überlagerten Falte.
22 zeigt die gefaltete Raumfahrzeugmembraneinheit nach 21 mit mehreren der ersten Falten und jeweils einer zweiten, überlagerten Falte in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben.
23 zeigt einen Detailausschnitt einer Raumfahrzeugmembraneinheit mit einer Querleitung in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben.
24 zeigt eine Raumfahrzeugmembraneinheit in einer Variante einer Querpackung, an der Längsleitungen angeordnet sind, in einer Draufsicht.
25 zeigt einen Detailausschnitt einer Raumfahrzeugmembraneinheit mit einer Querleitung in einer Variante mit einer Ausnehmung der Raumfahrzeugmembran in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben.
26 zeigt einen Querschnitt einer Raumfahrzeugmembran mit einer Bergfalte und einer Talfalte.

FIGURENBESCHREIBUNG
In den Figuren ist die Erfindung teilweise anhand des Ausführungsbeispiels einer Raumfahrzeugmembran und Raumfahrzeugmembranpackung dargestellt und beschrieben, das der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2017 101 180.3 der Anmelderin entspricht. Die Erfindung soll aber nicht auf dieses Anwendungsbeispiel beschränkt sein. Insbesondere die Details, die beispielsweise in den 13 bis 23 und 25 gezeigt sind, sind bereits in der Darstellung allgemeingültig und nicht auf das Anwendungsbeispiel beschränkt.
Im Folgenden werden für Bauelemente gleicher oder unterschiedlicher Ausführungsbeispiele, die eine gleiche oder ähnliche Gestaltung und/oder Funktion besitzen, die gleichen Bezugszeichen verwendet. Für solche Bauelemente, die mehrfach vorkommen, beispielsweise auf zwei Seiten einer Symmetrieachse, werden diese durch angehängte Buchstaben oder römische Ziffern unterschieden. Auf diese Bauelemente wird auch gemeinschaftlich ohne die Buchstaben oder römischen Ziffern verwiesen.
1 zeigt eine quadratische Raumfahrzeugmembran 1. Die Raumfahrzeugmembran 1 weist eine Längsachse 2 und eine Querachse 3 auf. Aufgrund der quadratischen Form der Raumfahrzeugmembran 1 entsprechen die Längsachse 2 und die Querachse 3 den Diagonalen 27 der Raumfahrzeugmembran 1. Entlang der Längsachse 2 sich gegenüberliegend weist die Raumfahrzeugmembran 1 zwei Längsecken 4 auf. Ebenso weist die Raumfahrzeugmembran 1 sich entlang der Querachse 3 gegenüberliegende Querecken 5 auf. Parallel zu der Längsachse 2 in gleichmäßigen Abständen zwischen der Längsachse 2 und den Querecken 5 angeordnet weist die Raumfahrzeugmembran 1 Faltlinien 6 auf, die hier mit dünnen strichpunktierten Linien dargestellt sind. Die Faltlinien 6 können sowohl vor dem Packen ausgebildet, beispielsweise vorgefalzt oder durch Grenzen z. B. zwischen benachbarten Photovoltaikanordnungen markiert, sein als auch sich erst im Zuge des Packens ausbilden.
In 2 ist die Raumfahrzeugmembran 1 teilweise entpackt oder teilweise gepackt. Entlang der Faltlinien 6 ist die Raumfahrzeugmembran 1 in Zickzackfaltungen 8 gebracht, so dass die Faltlinien 6 Faltkanten 7 bilden. Hierbei sind infolge der hier gleichmäßigen Faltungen die oberen Faltkanten 7c,d und die unteren Faltkanten 7a,b in parallelen Ebenen angeordnet. Die Zickzackfaltungen 8 sind spiegelsymmetrisch zu der Längsachse 2, die somit eine Symmetrieachse 26 ist, und hier in einem teilgefalteten Zwischenzustand dargestellt, in dem die Zickzackfaltungen 8 leicht geöffnet sind.
In 3 ist die Zickzackfaltung 8 hergestellt, womit für das gezeigte Beispiel der erste Packschritt ausgeführt ist. Es ist eine Querpackung 9 entstanden, bei der zwei Zickzackfaltungen 8 entlang der Längsachse 2 mit ihren Faltkanten 7c, 7d aneinander angrenzen. Die Längsecken 4 und Querecken 5 liegen dabei frei. Die Quererstreckung der Querpackung 9 entspricht der Summe der Quererstreckungen der beiden Zickzackfaltungen. Die Querpackung 9 weist zwei Teil-Querpackungen 8a, 8b auf, die jeweils auf einer Seite der Längsachse 2 angeordnet sind.
Entlang der Symmetrieachse 26 der Querpackung 9 stoßen somit jeweils symmetrische Lagen 28 der Raumfahrzeugmembran 1 entlang ihrer Faltkanten 7 aneinander an. Umfangskanten der Raumfahrzeugmembran 1 verlaufen infolge der Zickzackfaltungen 8 zwischen Außenrändern der Querpackung 9 und der Symmetrieachse 26 mäander- oder zickzackförmig. Dabei weist die Querpackung 9 umso mehr Lagen 28 auf, je weiter man sich ihrer Mitte gesehen entlang der Symmetrieachse 26 nähert. Im Folgenden bezeichnen die Buchstaben i, ii, iii, ... die einzelnen Faltungen von außen nach innen, während die Buchstaben a bzw. b die Seite rechts bzw. links von der Längsachse 2 kennzeichnen. In der Mitte ist mit den Querecken 5 eine oberste Lage 28xiv gebildet. Außenliegend ist die unterste Lage 28i frei. Darüber, also nach innen in Richtung auf die Symmetrieachse 26 gefaltet, befindet sich die zweite Lage 28ii. Wiederum nach außen gefaltet ist die dritte Lage 28iii. Freiliegend verbleibt somit von der zweiten Lage 28ii nur ein Dreieck.
In 4 beginnt ein zweiter Packschritt. Die Querpackung 9 wird dazu um ein Wickelzentrum 10 aufgewickelt. Das Wickelzentrum 10 kann optional einen hier nicht dargestellten Spulenkörper aufweisen. Das Wickeln setzt dabei etwa in Höhe der Querecken 5 mittig entlang der Längsachse 2 an der Querpackung 9 an. Die Querpackung 9 kann mittig gefaltet sein, so dass die Längsecken 4 übereinander liegen und das Wickeln an einer so gebildeten mittleren Faltkante 53 (vgl. 3) beginnt.
In 5 ist der zweite Packschritt abgeschlossen. Die Querpackung 9 ist zu einer Längspackung 11 und damit zu einer Raumfahrzeugmembranpackung 12 gepackt, d. h. hier aufgewickelt. Zu erkennen ist, dass die Längsecken 4 dabei noch immer frei liegen, hier auf gegenüberliegenden Seiten des Umfangs des von der Längspackung 11 gebildeten Wickels, wobei die Längsecken 4 in zueinander entgegengesetzte Richtungen weisen. Die Querecken 5 liegen für diese Ausführungsform der Raumfahrzeugmembranpackung 12 im Inneren der Längspackung 11 nahe dem Wickelzentrum 10.
Für den Fall, dass das Herstellen der Längspackung 11 durch ein Wickeln entsprechend 4, 5 erfolgt, kann die Faltkante 53 auch nicht mittig angeordnet sein, womit dann unterschiedliche Längen der Querpackung 9 auf beiden Seiten der Faltkante 53 gewickelt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise je nach den Anforderungen vorgegeben werden, in welchem Umfangsbereich des erstellten Wickels gemäß 5 die Längsecken 4 angeordnet sind und wie die Längsecken 4 an dem erstellten Wickel relativ zueinander angeordnet sind.
Die 5, 4 und 3 bis 1 können entsprechend rückwärts als Entpackvorgang durchlaufen werden. Indem an der Raumfahrzeugmembranpackung 12 gemäß 5 auf die Längsecken 4 Zugkräfte ausgeübt werden, wird zunächst die Längspackung 11 entpackt, d. h. hier abgewickelt. Schließlich wird der Zustand gemäß 3 wieder erreicht, in dem die Querpackung 9 vorliegt. Nun können Zugkräfte auf die Querecken 5 ausgeübt werden, so dass die Zickzackfaltungen 8 entfaltet werden, bis die Raumfahrzeugmembran 1 schließlich wieder den vollständig entpackten Zustand gemäß 1 und 2 erreicht hat.
Die 6 und 7 zeigen eine abweichende Ausführungsform für den zweiten Packschritt: Gemäß 6 werden (ausgehend von der zuvor gebildeten Querpackung 9) zur Bildung der Längspackung 15 ziehharmonikaartig symmetrisch zu der Querachse 3 Zickzackfaltungen 13 vorgenommen. Dabei bleibt ein Brückenteil 14 im Bereich der Querachse 3 ungefaltet. Im Bereich des Brückenteils 14 liegen die Querecken 5 frei.
7 zeigt eine entsprechende Längspackung 15 bzw. Raumfahrzeugmembranpackung 16. Die jetzt kompakten Zickzackfaltungen 13 erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zu einer durch die Längsachse 2 und die Querachse 3 definierten Erstreckungsebene der Raumfahrzeugmembran 1. Die Längsecken 4 liegen frei. Im Bereich des Brückenteils 14 liegen auch die Querecken 5 frei. Wie für die Ausführungsform der 5 beschrieben, kann nun durch Zug an den Längsecken 4 der zweite Packschritt gemäß den 7 und 6 rückgängig gemacht und so die Raumfahrzeugmembran 1 entpackt werden. Mit anschließendem Ziehen an den Querecken 5 kann wie zuvor beschrieben der erste Packschritt rückgängig gemacht werden.
8 zeigt eine weitere Ausführungsform für eine Längspackung 15' bzw. Raumfahrzeugmembranpackung 16'. Diese entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform gemäß 7, weist jedoch keinen Brückenteil 14 auf. Es ist damit eine durchgehende Zickzackfaltung 13' gebildet.
9 zeigt die Raumfahrzeugmembran 1 mit einer Reihe verschiedener Leitungen, nämlich Längsleitungen 17, Anschlussleitungen 18 und einer Querleitung 19, mit denen eine Raumfahrzeugmembraneinheit 25 gebildet ist.
Die Raumfahrzeugmembran 1 weist Bergfalten 20 und Talfalten 22 auf. In dem Querschnitt der 26 ist eine entsprechend 2 oder 9 teilgepackte oder teilentpackte Raumfahrzeugmembran 1 ausschnittweise gezeigt, die eine Bergfalte 20 und eine Talfalte 22 aufweist.
Die Bergfalte 20 ist hier mit einer senkrechten Schraffur gekennzeichnet. Die Bergfalte 20 weist zwei Flanken 24Ba, 24Bb und einen zwischen den Flanken 24Ba, 24Bb liegenden Grat 21 an einer Faltkante 7 der Raumfahrzeugmembran 1 auf. Der Grat 21 ist dabei an einer in der Faltung der Raumfahrzeugmembran 1 außenliegenden Seite der Raumfahrzeugmembran 1 gebildet und entspricht einer äußeren Knickstelle 45 der Raumfahrzeugmembran 21. An der innenliegenden Seite dem Grat 21 gegenüberliegend ist eine innere Knickstelle 44 gebildet.
Die Talfalte 22 ist hier mit einer waagerechten Schraffur gekennzeichnet. Die Talfalte 22 weist zwei Flanken 24Ta, 24Tb und einen zwischen den Flanken 24Ta, 24Tb liegenden Talgrund 23 auf. Der Talgrund 23 ist dabei an einer in der Faltung der Raumfahrzeugmembran 1 innenliegenden Seite der Raumfahrzeugmembran 1 gebildet und entspricht einer inneren Knickstelle 44 der Raumfahrzeugmembran 21. An der außenliegenden Seite dem Talgrund 23 gegenüberliegend und damit an einer Faltkante 7 der Raumfahrzeugmembran 1 ist eine äußere Knickstelle 45 gebildet.
Anhand der Überlappung der Schraffuren ist erkennbar, dass die eine (hier rechte) Flanke 24Bb der Bergfalte 20 gleichzeitig die eine (hier linke) Flanke 24Ta der Talfalte 22 ist. Nebeneinanderliegende Bergfalten 20 und Talfalten 22 gehen also an ihren gemeinsamen Flanken 24 ineinander über.
Außerdem ist zu erkennen, dass der in 26 dargestellte Ausschnitt aus der Raumfahrzeugmembran 1 punktsymmetrisch ist. Stellt man die 26 auf den Kopf, ist festzustellen, dass statt der (senkrecht schraffierten) Bergfalte 20 jetzt die (waagerecht schraffierte) Talfalte 22 links angeordnet ist und statt der (waagerecht schraffierten) Talfalte 22 jetzt die (senkrecht schraffierte) Bergfalte 20 rechts angeordnet ist. Davon abgesehen ändert sich das Erscheinungsbild aber nicht. Mit anderen Worten erscheint jetzt die Talfalte 22 als Bergfalte 20' und die Bergfalte 20 erscheint als Talfalte 22'. Damit erscheint auch die dem Grat 21 zugeordnete innere Knickstelle 44 als Talgrund 23' und die dem Talgrund 23 zugeordnete äußere Knickstelle 45 erscheint als Grat 21'. Die Unterscheidung in Bergfalten 20 und Talfalten 22 ist daher durch eine Blickrichtung bedingt: Für einen Betrachter, der in einer ersten Blickrichtung 46 auf die Raumfahrzeugmembran 1 blickt, erscheinen die Bergfalte 20 und die Talfalte 22 und der Betrachter kann den Grat 21 und den Talgrund 23 sehen (nicht aber die dem Grat 21 zugeordnete innere Knickstelle 44 und die dem Talgrund 23 zugeordnete äußere Knickstelle 45). Für einen Betrachter, der in einer zweiten Blickrichtung 47 auf die Raumfahrzeugmembran 1 blickt, erscheinen dagegen die Bergfalte 20' und die Talfalte 22' und der Betrachter kann den Grat 21' und den Talgrund 23' sehen (nicht aber die dem Grat 21' zugeordnete innere Knickstelle 44 und die dem Talgrund 23' zugeordnete äußere Knickstelle 45).
Die Grate 21, 21' liegen dabei aber an der mit der Raumfahrzeugmembran 1 gebildeten Faltung immer außen (und sind frei zugänglich) und die Talgründe 23, 23' liegen an der Faltung immer innen und sind von den Flanken 24 umschlossen.
In 9 sind Längsleitungen 17 auf den Graten 21 angeordnet, was hier beispielhaft nur auf den Graten 21 i, 21 ii und 21 iii dargestellt ist. Die Längsleitungen sind bandartig ausgebildet und jeweils an einer im Querschnitt kurzen Seite an dem Grat 21 befestigt, sodass die Längsleitungen in der Art eines Kamms eines Molchs oder Leguans von der Raumfahrzeugmembran 1 abstehen. Die Grate 21 und die Längsleitungen 17 sind durch jeweils voneinander beabstandete Ausnehmungen 34 (in Abschnitten gleicher oder unterschiedlicher Längen und mit gleichen oder unterschiedlichen Abständen benachbarter Ausnehmungen 34 voneinander) abschnittsweise voneinander getrennt, sodass jeder Grat 21 und die jeweils zugeordnete Längsleitung 17 jeweils im Bereich einer Ausnehmung 34 nicht miteinander verbunden sind.
Auch die Anschlussleitungen 18 und Querleitung 19 sind hier nur im Bereich der Grate 21i, 21ii und 21iii dargestellt. Die Darstellung ist damit der Übersichtlichkeit halber stark schematisiert. Auch die weiteren Grate 21iv bis 21vi können Längsleitungen 17 aufweisen und auch in deren Bereich können Anschlussleitungen 18 und die Querleitung 19 angeordnet sein.
Weiterhin ist lediglich schematisiert dargestellt, wie die Anschlussleitungen 18 die Längsleitungen 17 kontaktieren. Die Anschlussleitungen 18 können sich auch weiter auf den Flanken 24 erstrecken als hier dargestellt.
Das Gleiche gilt für die Querleitung 19. Die Querleitung 19 ist hier überhaupt nur jeweils im Bereich der Grate 21 dargestellt. Die Querleitung 19 kann sich aber durchgehend über die Membran erstrecken, ohne wie hier dargestellt unterbrochen zu sein.
In 9 stellt das Detail XIII die Verbindung von Anschlussleitungen 18 mit Längsleitungen 17, Detail XVI die Befestigung der Längsleitungen 17 an den Graten 21 und Detail XIX ein Passieren der Bergfalten 20 mit der Querleitung 19 dar.
Mit den Längsleitungen 17, den Anschlussleitungen 18 und der Querleitung 19 kann ein gitterartiges Leitungssystem 27 gebildet werden, ohne dass die Leitungen beim Packen der Raumfahrzeugmembran 1 zu der Querpackung 9 und der Längspackung 11, 15 geknickt werden, wodurch die Leitungen Schaden nehmen könnten. Das Knicken wird dabei in den verschiedenen in den Details XIII, XVI und XIX dargestellten Situationen auf unterschiedliche Weise vermieden. Dabei wirken die verschiedenen in den Details XIII, XVI und XIX gezeigten Aspekte zusammen, um an der Raumfahrzeugmembran 1 das Knicken zu verhindern. Die Details XIII, XVI und XIX können aber auch unabhängig voneinander zum Einsatz kommen.
10 entspricht 3 dahingehend, dass die Raumfahrzeugmembran 1 zu der Querpackung 9 gefaltet wurde. Dabei ist die Raumfahrzeugmembran 1 im Vergleich zu 9 hier um 180° gewendet, sodass die in 9 obenliegende Seite der Raumfahrzeugmembran 1 hier unten liegt, soweit sie nicht eingefaltet wurde. Die außen liegenden Faltkanten 7a, 7b sind hier die Grate 21 der Bergfalten 20. (Der Übersichtlichkeit halber sind die Anschlussleitungen 18 und die Querleitung 19 hier nicht dargestellt.)
Deutlich erkennbar ist, dass die Längsleitungen 17 dadurch, dass sie an den Graten 21 angeordnet sind, in der Querpackung 9 zueinander parallel und übereinander „gestapelt“ angeordnet sind. Die Längsleitungen 17 nehmen diese Position bedingt durch die Zickzackfaltung 8 automatisch ein. Somit werden durch das Erstellen der Querpackung 9 die Längsleitungen 17 nicht geknickt, obwohl die Längsleitungen 17 sich, wie in 9 zu erkennen, über die gesamte Längserstreckung der Raumfahrzeugmembran 1 erstrecken. Die Längsleitungen 17 liegen stattdessen ebenso flach wie die Raumfahrzeugmembran 1 in der Querpackung 9 und erstrecken sich jeweils in Fortsetzung einer Falte der Zickzackfaltung 8. Daraus folgt auch, dass die Längsleitungen 17 ebenfalls nicht geknickt werden, wenn ein zweiter Packschritt ausgeführt, indem die Raumfahrzeugmembran 1 zu der Längspackung 11 und damit der Raumfahrzeugmembranpackung 12 nach 4 und 5 gewickelt wird.
Wenn die Raumfahrzeugmembran 1 in dem zweiten Packschritt aber zu der Längspackung 15 und damit der Raumfahrzeugmembranpackung 16 nach 6 und 7 oder 8 gepackt wird, werden überlagerte Falten 29 gebildet. Dies ist in 11 und 12 dargestellt (ebenfalls ohne Anschlussleitungen 18 und Querleitung 19), wobei hier beispielhaft gezeigt ist, dass die Längsleitungen 17 geknickt sind. Im Folgenden wird auf Grundlage des Details XVI erläutert, wie ein Knicken der Längsleitungen 17 trotz der Bildung der überlagerten Falten 29 vermieden werden kann.
13 zeigt als Detail XIII einen Ausschnitt aus der Raumfahrzeugmembran 1 und der Raumfahrzeugmembraneinheit 25. Gezeigt ist nur ein Abschnitt einer Bergfalte 20 mit einer ersten Flanke 24i (hier rechts) und einer zweiten Flanke 24ii (hier links). Auf dem Grat 21 der Bergfalte 20 erstreckt sich eine Längsleitung 17.
An der ersten Flanke 24i ist eine erste Photovoltaikanordnung 30i angeordnet, die mittels einer ersten Anschlussleitung 18i kontaktiert ist. Die erste Anschlussleitung 18i erstreckt sich an der ersten Flanke 24i, was mit einer Befestigung an der ersten Flanke 24i (zumindest über einen Teilabschnitt) erfolgen kann oder ohne Befestigung an der ersten Flanke 24i. Die Photovoltaikanordnung 30i kann sich auch an einer hier verdeckten gegenüberliegenden, hier unteren, Seite (Fläche) der Raumfahrzeugmembran 1 befinden. In diesem Fall kann sich die erste Anschlussleitung 18i zwischen der Photovoltaikanordnung 30i und der Längsleitung 17 durch eine Ausnehmung (hier nicht dargestellt) in der Raumfahrzeugmembran 1 hindurch erstrecken. Die erste Anschlussleitung 18i erstreckt sich von der Photovoltaikanordnung 30i durch einen Zwischenraum 48 zwischen dem Grat 21 und der Längsleitung 17 hindurch über den Grat 21. Oberhalb der zweiten Flanke 24ii ist die erste Anschlussleitung 18i in einer Schlaufe oder einem Bogen 32i gekrümmt. Die erste Anschlussleitung 18i kontaktiert die Längsleitung 17 an der der Raumfahrzeugmembran 1 abgewandten Seite der Längsleitung 17 an einer Kontaktstelle 31 i.
An der zweiten Flanke 24ii ist eine zweite Photovoltaikanordnung 30ii angeordnet, die mittels einer zweiten Anschlussleitung 18ii kontaktiert ist. Die zweite Anschlussleitung 18ii erstreckt sich an der zweiten Flanke 24ii, was mit einer Befestigung an der zweiten Flanke 24ii (zumindest über einen Teilabschnitt) erfolgen kann oder ohne Befestigung an der zweiten Flanke 24ii. Die Photovoltaikanordnung 30ii kann sich auch an einer hier verdeckten gegenüberliegenden, hier unteren, Seite (Fläche) der Raumfahrzeugmembran 1 befinden. In diesem Fall kann sich die zweite Anschlussleitung 18il zwischen der Photovoltaikanordnung 30ii und der Längsleitung 17 durch eine Ausnehmung (hier nicht dargestellt) in der Raumfahrzeugmembran 1 hindurch erstrecken. Die zweite Anschlussleitung 18ii erstreckt sich von der Photovoltaikanordnung 30ii durch einen Zwischenraum 49 zwischen dem Grat 21 und der Längsleitung 17 hindurch über den Grat 21. Oberhalb der ersten Flanke 24i ist die zweite Anschlussleitung 18ii in einer Schlaufe oder einem Bogen 32ii gekrümmt. Die zweite Anschlussleitung 18ii kontaktiert die Längsleitung 17 an der der Raumfahrzeugmembran 1 abgewandten Seite der Längsleitung 17 an einer Kontaktstelle 31 ii. Die Kontaktstellen 31i und 31ii sind hier unmittelbar benachbart. Die Zwischenräume 48, 49 können hierzu durchgehend ausgebildet sein oder durch einen Steg voneinander getrennt sein.
Die an der Bergfalte 20 gegenüberliegenden Photovoltaikanordnungen 30 sind somit paarweise kontaktiert und mit der Längsleitung 17 verbunden. Die Wirkung dieser besonderen Anordnung geht aus 14 hervor: Wenn die Bergfalte 20 vollständig flach gefaltet wird - etwa im Zuge des Erstellens der Querpackung 9 im ersten Packschritt - werden die Anschlussleitungen 18 nicht ebenfalls geknickt, sondern die von diesen gebildeten Schlaufen oder Bögen 32 sind neben der Längsleitung 17 angeordnet. Zudem treffen unabhängig davon, ob die Bergfalte 20 geschlossen (14) oder aufgefaltet (13) ist, die Anschlussleitung 18 und die Längsleitung 17 an der Kontaktstelle 31 immer parallel zueinander aufeinander, obwohl sich die relative Ausrichtung zwischen Anschlussleitung 18 und Längsleitung 17 im Bereich der Flanke 24 dabei um 90° ändert. Unter Umständen verfügen die Schlaufen oder Bögen 32 in dem aufgefalteten Zustand der Bergfalte 20 über keine Wendepunkte und/oder die Schlaufen oder Bögen 32 verfügen im geschlossenen Zustand der Bergfalte 20 über einen Wendepunkt 50.
15 zeigt ein Aufeinandertreffen mehrerer geschlossener Bergfalten 20 mit Längsleitungen 17 und jeweils Anschlussleitungen 18 wie bei der Querpackung 9. Die Anschlussleitungen 18 liegen flach aneinander, wobei die Schlaufen oder Bögen 32 aufeinander liegen. Weil die Schlaufen oder Bögen 32 nicht geknickt werden, liegen die Schlaufen oder Bögen 32 weniger flach. Möglich ist, dass außenliegende Schlaufen oder Bögen 32 einen größeren Krümmungsradius aufweisen als innenliegende Schlaufen oder Bögen 32, die u. U. zwischen weiteren Schlaufen oder Bögen 32 zusammengedrückt werden, ohne dabei aber zu knicken und ohne ggf. einen minimalen zulässigen Biegeradius zu unterschreiten.
16 zeigt das Detail XVI, wobei hier die Bergfalte 20 gefaltet dargestellt ist. Die Faltkante 7 bzw. der Grat 21 der Bergfalte 20 ist in 16 oben angeordnet. Die Bergfalte 20 weist außerdem eine hier weitgehend geöffnet dargestellte überlagerte Falte 29 mit einem Grat 33 auf, der hier vertikal zur Faltkante 7 verläuft. An dem Grat 21 der Bergfalte 20 verläuft die Längsleitung 17. Deutlich zu erkennen ist aber, dass die Längsleitung 17 nicht durchgehend mit dem Grat 21 verbunden ist. In einem Umgebungsbereich des Grats 33 der überlagerten Falte 29 ist zwischen dem Grat 21 der Bergfalte 20 und der Längsleitung 17 eine Ausnehmung 34 gebildet.
Der Effekt der Ausnehmung 34 ist in 17 und deren gedrehtem Detailausschnitt in 18 gezeigt. Die überlagerten Falten 29 sind hier zusammengefaltet - wie etwa im Zuge des Erstellens der Längspackung 15 im zweiten Packschritt. In einem Bereich zwischen zwei Ausnehmungen 34i, 34ii legt sich die Längsleitung 17 flach wie die Raumfahrzeugmembran 1. Gegebenenfalls kann hier auch ein Druck ausgeübt sein, damit sich die Raumfahrzeugmembran 1 und die Längsleitung 17 in den überlagerten Falten 29 flach aufeinanderlegen. Jeweils im Bereich der Ausnehmungen 34i, 34ii legt sich die Längsleitung in Schlaufen oder Bögen 35, ohne zu knicken.
Die Ausnehmungen 34 ermöglichen es somit, die Längspackung 15 nach 11, 12 zu erstellen, ohne wie in den 11, 12 dargestellt die Längsleitung 17 zu knicken.
19 zeigt das Detail XIX, das ein Ausschnitt aus der Raumfahrzeugmembran 1 und der Raumfahrzeugmembraneinheit 25 ist. Gezeigt ist nur ein Abschnitt einer Bergfalte 20 mit einer ersten Flanke 24i (hier rechts) und einer zweiten Flanke 24ii (hier links). Auf dem Grat 21 der Bergfalte 20 erstreckt sich eine Längsleitung 17.
Die Querleitung 19 verläuft quer zu der Längsleitung und entlang der ersten Flanke 24i und der zweiten Flanke 24ii. Zwischen den Flanken 24 erstreckt sich die Querleitung 19 über den Grat 21 und umgibt ihn dabei teilweise mit einer Schlaufe oder einem Bogen 36.
In der Schlaufe oder dem Bogen 36 verläuft eine Verbindungsleitung 37. Die Verbindungsleitung 37 kontaktiert an einer ersten Kontaktstelle 38 die Querleitung 19 und an einer zweiten Kontaktstelle 39 die Längsleitung 17 und verbindet so die Längsleitung 17 und die Querleitung 19 miteinander. Statt die erste Kontaktstelle 38 auszubilden, kann die Verbindungsleitung 37 auch ganz oder teilweise einstückig mit der Querleitung 19 sein. Die Verbindungsleitung 37 weist eine stärkere Krümmung auf als die Schlaufe oder der Bogen 36 der Querleitung 19. Hier nicht dargestellt kann die Verbindungsleitung 37 aber auch so einstückig mit der Querleitung 19 ausgebildet sein, dass die Verbindungsleitung 37 dieselbe Krümmung wie die Querleitung 19 aufweist, wobei die Verbindungsleitung 37 seitlich von der Querleitung abzweigt und die erste Kontaktstelle 38 seitlich versetzt zu der Schlaufe oder dem Bogen 36 der Querleitung 19 angeordnet ist.
20 zeigt wiederum, was passiert, wenn die Bergfalte 20 zusammengefaltet ist - wie etwa im Zuge des Erstellens der Querpackung 9 im ersten Packschritt. Die Schlaufe oder der Bogen 36 der Querleitung 19 legt sich auch im gefalteten Zustand, ggf. mit etwas Abstand, um den Grat 21 und die Längsleitung 17, ohne zu knicken. Auch die Verbindungsleitung 37 wird nicht geknickt, sondern legt sich lose an die Schlaufe oder den Bogen 36 an. Eine Länge der Verbindungsleitung 37 ist derart gewählt, dass die Verbindungsleitung 37 sich von innen ohne Druck an den Bogen 36 anschmiegt und die erste Kontaktstelle 38 und die zweite Kontaktstelle 39 in diesem Zustand frei von mechanischen Spannungen sind.
21 zeigt die Bergfalte 20 in einem zu einer Seite der Querleitung 19 abgeknickten Zustand, wobei der Effekt der Ausnehmung 34 nach Detail XVI noch einmal in einer anderen Einsatzsituation gezeigt ist. Die durch das Abknicken gebildete Falte 40, die eine überlagerte Falte 29 eines zweiten Packschrittes (im Beispiel also der Längspackung) ist, ist nämlich nicht vollständig zusammengefaltet, sondern nur auf 90°. Die Falte 40 dient dabei einem Übergang von einer Zickzackfaltung 13 zu einem Brückenteil 14 (vgl. 12). An dem Brückenteil 14 ist hier die Querleitung 19 angeordnet. (In der Raumfahrzeugmembraneinheit 25 nach 9 und 1 erstreckt die Querleitung 19 sich daher entlang der Querachse 3.)
22 zeigt wiederum, wie sich die mehreren Schlaufen oder Bögen 36 aneinander anlegen und leicht zusammendrücken, wenn mehrere Bergfalten 20 aufeinander liegen, wie dies beispielsweise in der Querpackung 9 und in der Raumfahrzeugmembranpackung 16 nach 12 der Fall ist, die auch den Brückenteil 14 aufweist. Der Brückenteil 14 ist hier vorteilhaft, weil er einen Bereich bereitstellt, in dem die Querleitung 19 verlaufen kann, ohne entlang ihrer Längserstreckung beim Erstellen der Längspackung geknickt zu werden. Grundsätzlich ist eine Querleitung aber auch bei einer Raumfahrzeugmembranpackung ohne einen Brückenteil 14 realisierbar, beispielsweise bei einer Raumfahrzeugmembranpackung nach 8.
23 zeigt, wie die Ausgestaltung gemäß Detail XIX auch genutzt werden kann, um Talfalten 22 zu überwinden. Dabei wird der Effekt genutzt, dass Bergfalten 20 und Talfalten 22 einander stets verbundene Gegenstücke sind. Wird ein Faltstück mit einer Bergfalte 20 um 180° gewendet, sodass seine Unterseite oben liegt, wird die Bergfalte 20 zur Talfalte 22. Entsprechend können Talfalten 22 an der Raumfahrzeugmembran 1 überwunden werden, indem die Raumfahrzeugmembran 1 von ihrer anderen, in der Darstellung der 9 verdeckten, unteren Seite betrachtet wird und die Talfalten 22 zu Bergfalten 20' werden. In 23 ist die Raumfahrzeugmembran 1 entsprechend gewendet, „mit der Unterseite nach oben“ dargestellt. Die mit der Querleitung zu überwindende Talfalte 22 stellt sich daher in 23 als Bergfalte 20' dar, die einen Grat 21' aufweist
Die Querleitung 19 ist durch Ausnehmungen 41i, 41ii an den Flanken 24i, 24ii durch die Raumfahrzeugmembran 1 hindurchgeführt. Mit gepunkteten Linien parallel zu den Ausnehmungen 41 ist hier auch angedeutet, in welchem Bereich die Querleitung 19 an den Flanken 24 befestigt ist. Dazwischen bildet die Querleitung 19 entsprechend der 19 eine Schlaufe oder einen Bogen 36'. Diese Schlaufe oder der Bogen 36' überbrückt den Grat 21' der Bergfalte 20'. Damit entspricht das Überbrücken der Talfalte 22 dem Überbrücken der Bergfalte 20 nach Detail XIX (17-22), wobei hier keine Längsleitung 17 überbrückt wird und folglich auch keine Verbindungsleitung 37 vorhanden ist. Wäre auf dem Grat 21' aber eine Längsleitung 17 angeordnet, so wäre auch dies analog möglich.
24 entspricht der 10, wobei die Querpackung 9 aber einen Abstand 42 zwischen den Zickzackfaltungen 8a, 8b aufweist. Dieser Abstand 42 dient zur Unterbringung der Schlaufen oder Bögen 36 (hier speziell 36') der Querleitung 19, wie sie beispielsweise in 23 (36') und 22 (36) erkennbar sind. Die Schlaufen oder Bögen 36, 36' können sich so frei in dem Abstand 42 erstrecken. Die Schlaufen oder Bögen 36, 36' der gegenüberliegenden Zickzackfaltungen 8a und 8b liegen dabei sozusagen Scheitel an Scheitel (unmittelbar oder mit einem Abstand zwischen gegenüberliegenden Schlaufen oder Bögen 36, 36').
Der Abstand 42 kann aber nachteilig sein, beispielsweise wenn die Raumfahrzeugmembran 1 mit Photovoltaikanordnungen 30 besetzt ist. Die Zickzackfaltung 8 wird dann in ihrer Breite zweckmäßigerweise so gewählt, dass jeweils auf eine Flanke 24 eine Photovoltaikanordnung 30 passt, um eine möglichst dichte Besetzung der Raumfahrzeugmembran 1 zu gewährleisten. Sofern der Abstand 42 dann aber nicht ein Mehrfaches (oder Halbes) einer Breite der Photovoltaikanordnung 30 ist, kann der Abstand 42 nicht mit Photovoltaikanordnungen 30 gefüllt werden und es entsteht ein Bereich der Raumfahrzeugmembran 1, der nicht nutzbar ist. Der Abstand 42 kann zusätzlich oder alternativ auch dazu führen, dass die Raumfahrzeugmembran 1 nachteiligerweise mit einer größeren Fläche ausgeführt werden muss, als dies sonst (z. B. zur Unterbringung aller benötigten Photovoltaikanordnungen 30) notwendig wäre.
Um dies zu vermeiden, kann dafür gesorgt werden, dass die Schlaufen oder Bögen 36, 36' nicht über die Grate 21, 21' bzw. Faltkanten 7 hinausragen. 25 zeigt Ausnehmungen 43 in den Bergfalten 20, 20', die sich von den Faltkanten 7 in die Flanken 24 hinein erstrecken. Die Ausnehmungen 43 sind etwas breiter als die Querleitung 19 und erstrecken sich von der Faltkante 7 aus so weit, dass die Querleitung innerhalb der Ausnehmungen 43 die Schlaufen oder Bögen 36, 36' bilden kann. Die Ausnehmungen 43 sind sowohl an den in der Querpackung 9 außenliegenden Faltkanten 7a, 7b als auch an den in der Querpackung 9 innenliegenden Faltkanten 7c, 7d vorteilhaft: An den innenliegenden Faltkanten 7c, 7d angeordnet, bewirken die Ausnehmungen 43, dass auch die Querpackung entsprechend 10 ohne den Abstand 42 gepackt werden kann, weil die Schlaufen oder Bögen 36, 36' in den Ausnehmungen 43 gut geschützt angeordnet sind und nicht über die Faltkanten 7c, 7d hinausragen. An den außenliegenden Faltkanten 7a, 7b angeordnet bewirken die Ausnehmungen 43 ebenfalls den Schutz der Schlaufen oder Bögen 36, 36', weil diese nicht über einen äußeren Umriss der Querpackung 9 und damit auch nicht der Raumfahrzeugmembranpackung 12, 16 hinausragen und somit besser davor geschützt sind, mechanischen Schaden zu nehmen oder, etwa durch hängenbleiben, selbst zu verursachen. Eine Besonderheit der Anordnung an den außenliegenden Faltkanten 7a, 7b ist hier, dass die Längsleitungen 17 an denselben Faltkanten 7a, 7b angeordnet sind. Die Längsleitungen 7a, 7b können dabei die Ausnehmungen 43 überbücken, sodass die Schlaufen oder Bögen 36, 36' von der Raumfahrzeugmembran 1 oder Raumfahrzeugmembranpackung 12, 16 aus gesehen unter den Längsleitungen 17 durchgeführt sein können.
Die verschiedenen Aspekte der vorliegenden Patentanmeldung sind auch über das konkret Beschriebene hinaus kombinierbar mit der in der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2017 101 180.3 der Anmelderin, deren Inhalt durch Bezugnahme Teil der vorliegenden Patentanmeldung geworden ist, beschriebenen Raumfahrzeugmembran und den weiteren dort beschriebenen Aspekten. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Raumfahrzeugmembraneinheit Sicherungseinrichtungen wie in DE 10 2017 101 180.3 aufweisen, ein Mast oder anderes Bauteil kann gemäß DE 10 2017 101 180.3 durch den Brückenteil ragen, die erfindungsgemäße Raumfahrzeugmembraneinheit oder Raumfahrzeugmembranpackung kann in eine Raumfahrzeugmembran-Handhabungseinheit nach DE 10 2017 101 180.3 eingebunden sein und ggf. durch das Ausfahren von Masten entpackt werden etc. Viele andere Kombinationen von Aspekten der vorliegenden Patentanmeldung und DE 10 2017 101 180.3 sind denkbar.
Bezugszeichenliste

1: Raumfahrzeugmembran
2: Längsachse
3: Querachse
4: Längsecke
5: Querecke
6: Faltlinie
7: Faltkante
8: Zickzackfaltung
9: Querpackung
10: Wickelzentrum
11: Längspackung
12: Raumfahrzeugmembranpackung
13: Zickzackfaltung
14: Brückenteil
15: Längspackung
16: Raumfahrzeugmembranpackung
17: Längsleitung
18: Anschlussleitung
19: Querleitung
20: Bergfalte
21: Grat
22: Talfalte
23: Talgrund
24: Flanke
25: Raumfahrzeugmembraneinheit
26: Symmetrieachse
27: Leitungssystem
28: Lage
29: überlagerte Falte
30: Photovoltaikanordnung
31: Kontaktstelle
32: Schlaufe oder Bogen
33: Grat
34: Ausnehmung
35: Schlaufe oder Bogen
36: Schlaufe oder Bogen
37: Verbindungsleitung
38: Kontaktstelle
39: Kontaktstelle
40: Falte
41: Ausnehmung
42: Abstand
43: Ausnehmung
44: innere Knickstelle
45: äußere Knickstelle
46: Blickrichtung
47: Blickrichtung
48: Zwischenraum
49: Zwischenraum
50: Wendepunkt
53: Faltkante

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2016/0304220 A1 [0007]
DE 102017101180 [0007, 0011, 0072, 0120]

Claims

Raumfahrzeugmembraneinheit (25) mit einer Raumfahrzeugmembran (1) und einer Längsleitung (17), dadurch gekennzeichnet, dass sich die Längsleitung (17) entlang eines Grats (21) oder Talgrunds (23) einer Bergfalte (20) oder einer Talfalte (22) der Raumfahrzeugmembran (1) erstreckt.
Raumfahrzeugmembraneinheit (25) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem entfalteten Zustand der Raumfahrzeugmembran (1) die Längsleitung (17) eine größere Erstreckung senkrecht zu der Raumfahrzeugmembran (1) aufweist als parallel zu der Raumfahrzeugmembran (1) und als quer zu dem Grat (21) der Bergfalte (20) oder dem Talgrund (23) der Talfalte (22).
Raumfahrzeugmembraneinheit (25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich an einer ersten Flanke (24i) der Bergfalte (20) erstreckende Anschlussleitung (18) mit der Längsleitung (17) verbunden ist und die Anschlussleitung (18) von der ersten Flanke (24i) der Bergfalte (20) schlaufenartig zu der Längsleitung (17) geführt ist.
Raumfahrzeugmembraneinheit (25) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitung (18) von der ersten Flanke (24i) der Bergfalte (20) zwischen dem Grat (21) und der Längsleitung (17) hindurchgeführt ist.
Raumfahrzeugmembraneinheit (25) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich an einer zweiten Flanke (24ii) der Bergfalte (20) erstreckende weitere Anschlussleitung (18) mit der Längsleitung (17) verbunden ist und die weitere Anschlussleitung (18) von der zweiten Flanke (24ii) der Bergfalte (20) schlaufenartig zu der Längsleitung (17) geführt ist.
Raumfahrzeugmembraneinheit (25) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Anschlussleitung (18) von der zweiten Flanke (24ii) der Bergfalte (20) zwischen dem Grat (21) und der Längsleitung (17) hindurchgeführt ist.
Raumfahrzeugmembraneinheit (25) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitungen (18) einander unmittelbar benachbart mit der Längsleitung (17) verbunden sind.
Raumfahrzeugmembraneinheit (25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsleitung (17) abschnittsweise nicht mit der Raumfahrzeugmembran (1) verbunden ist.
Raumfahrzeugmembraneinheit (25) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsleitung (17) dort nicht mit der Raumfahrzeugmembran (1) verbunden ist, wo eine überlagerte Falte (29) quer zu der Bergfalte (20) verläuft.
Raumfahrzeugmembraneinheit (25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an parallelen Bergfalten (20) und/oder Talfalten (23) der Raumfahrzeugmembran (1) jeweils eine Längsleitung (17) angeordnet ist.
Raumfahrzeugmembraneinheit (25), insbesondere Raumfahrzeugmembraneinheit (25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Raumfahrzeugmembran (1) und einer Querleitung (19), dadurch gekennzeichnet, dass die Querleitung (19) mit einer ersten Flanke (24i) einer Bergfalte (20) und mit einer zweiten Flanke (24ii) der Bergfalte (20) verbunden ist und einen Grat (21) der Bergfalte (20) teilweise umgibt.
Raumfahrzeugmembraneinheit (25) nach Anspruch 11 in Verbindung mit einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Querleitung (19) die Längsleitung (17) teilweise umgibt und eine die Längsleitung (17) und die Querleitung (19) verbindende Verbindungsleitung (37) vorhanden ist.
Raumfahrzeugmembraneinheit (25) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leitungssystem (27) an der Raumfahrzeugmembran (1) mehrere Längsleitungen (17) und die Querleitung (19) aufweist, die Querleitung (19) mit den mehreren Längsleitungen (17) verbunden ist und das Leitungssystem (27) über die Querleitung (19) kontaktierbar ist.
Raumfahrzeugmembraneinheit (25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumfahrzeugmembran (1) viereckig, insbesondere quadratisch, ist und die oder eine Bergfalte (20) und/oder die oder eine Talfalte (22) parallel zu oder entlang einer Diagonalen der Raumfahrzeugmembran (1) verläuft.
Raumfahrzeugmembraneinheit (25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Photovoltaikzellen (30) auf der Raumfahrzeugmembran (1) angeordnet sind und die Längsleitung (17), die Anschlussleitung (18) und/oder die Querleitung (19) die Photovoltaikzellen (30) kontaktiert.
Raumfahrzeugmembraneinheit (25) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaikzellen (30) Dünnfilmphotovoltaikzellen sind.
Raumfahrzeugmembranpackung (16) mit einer Raumfahrzeugmembraneinheit (25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumfahrzeugmembran (1) a) in einer Erstreckungsebene eine Längsachse (2) zwischen gegenüberliegenden Längsecken (4) und eine zu der Längsachse (2) quer und durch gegenüberliegende Querecken (4) verlaufende Querachse (3) aufweist und b) entlang der Längsachse (2) zu einer Längspackung (15) gepackt ist und entlang der Querachse (3) zu einer Querpackung (9) gepackt ist, wobei die Längspackung (15) der Querpackung (9) überlagert ist, c) wobei die Querpackung (9) die oder eine Bergfalte (20), die Bergfalten (20) oder Bergfalten (20) ausbildet und/oder die oder eine Talfalte (22), die Talfalten (22) oder Talfalten (22) ausbildet und d) die Längspackung (15) die überlagerte Falte (29) oder die überlagerten Falten (29), eine überlagerte Falte (29) oder überlagerte Falten (29) ausbildet.
Raumfahrzeugmembranpackung (16) nach Anspruch 17 in Rückbezug auf einen der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Längspackung (15) durch Faltungen (13) auf beiden Seiten der Querachse (3) gebildet ist und die Faltungen (13) jeweils von der Längsecke (4) bis zu einem nicht gepackten Brückenteil (14) der Raumfahrzeugmembranpackung (16) gefaltet sind, wobei die Querleitung (19) im Bereich des Brückenteils (14) verläuft.