DE10318885B4 - Device for jamming and unfolding of film systems - Google Patents

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Abstract

Foliensystem zum Falten und Entfalten einer Folie (4), umfassend ein Basismodul (1), mehrere tangential am Basismodul (1) verankerte elastische Spannmasten (3) sowie mindestens eine zwischen den Spannmasten (3) befestigte Folie (4), wobei die Spannmasten (3) zum Falten eng an das Basismodul (1) anschmiegbar sind und die Spannmasten (3) allein durch ihre Formänderungsenergie entfaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Basismodul (1) und den Spannmasten (3) Spannfäden (5) und zwischen verschiedenen Spannmasten (3) Begrenzungsfäden (6) gespannt sind.film system for folding and unfolding a film (4) comprising a base module (1), several tangentially anchored to the base module (1) elastic Tensioning masts (3) and at least one between the tensioning masts (3) attached film (4), wherein the tensioning masts (3) for folding closely the base module (1) are conformable and the tensioning masts (3) alone through their shape change energy are unfoldable, characterized in that between the base module (1) and the clamping masts (3) tensioning threads (5) and between different Clamping masts (3) Limiting threads (6) are tense.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stauen und Entfalten von Foliensystemen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a device for stowage and deployment of Foil systems according to the preamble of claim 1

Aus der DE 101 03 074 A1 ist eine Tragstruktur für ein Sonnensegel eines Satelliten bekannt. Die Tragstruktur besteht dabei aus starren Trägerarmen, die mittels Entfaltungsgelenken schwenkbar mit einem Solarpaneel verbunden sind. Dabei bilden mehrere Trägerarme sowie ein Längsverbinder, der parallel zu einer Seitenkante des Solarpaneels angeordnet ist, eine mindestens U-förmige Tragstruktur, zwischen der die Folie des Sonnensegels aufgespannt wird. Ein Nachteil bei der Verwendung starrer Trägerarme ist jedoch, dass durch die Platzverhältnisse beim Transport in den Weltraum die Länge der Trägerarme und damit die Größe der Segelfläche begrenzt ist.From the DE 101 03 074 A1 is known a support structure for a sun shade of a satellite. The support structure consists of rigid support arms, which are connected by means of deployment hinges pivotally connected to a solar panel. In this case, a plurality of support arms and a longitudinal connector, which is arranged parallel to a side edge of the solar panel, an at least U-shaped support structure, between which the film of the awning is spanned. A disadvantage of using rigid support arms, however, is that the space conditions during transport into space, the length of the support arms and thus the size of the sail area is limited.

Aus der DE 198 18 240 C2 ist ein Reflektor für den Einsatz im Weltraum bekannt, der aus einer Vielzahl von Teilreflektoren besteht. Die Teilreflektoren sind dabei faltbar und/oder entfaltbar und sind über eine ausklappbare Tragestruktur mit einem Zentralelement verbunden. Die komplizierte Tragestruktur mit vielen Gelenken zum Aufklappen erhöht allerdings das Risiko beim Entfalten des Reflektors, da im Weltraum gewöhnlich kein Techniker zur Verfügung steht, der Fehler beim Aufklappen beheben könnte.From the DE 198 18 240 C2 is known a reflector for use in space, which consists of a variety of partial reflectors. The partial reflectors are foldable and / or unfoldable and are connected via a fold-out support structure with a central element. However, the complicated support structure with many hinged hinges increases the risk of unfolding the reflector, since in space usually no technician is available, which could fix the error when unfolding.

Aus der DE 198 25 785 C2 ist ein System zum Aufspannen eines Sonnensegels bekannt. Das System besteht im wesentlichen aus Faltrohren, die im gestauten Zustand auf eine Trommel aufgewickelt sind. Zum Entfalten werden die Faltrohre von der Trommel abgezogen, wobei sie sich auffalten und eine rohrartige Struktur annehmen. Das Entfalten erfolgt dabei mittels eines Hilfsmotors über Zahnräder, die sowohl ziehend als auch bremsend wirken können. Die Verwendung eines Hilfsmotors hat dabei den Nachteil, dass der Motor Energie benötigt und dass die Zuverlässigkeit des Systems durch einen möglichen Ausfall des Motors vermindert wird.From the DE 198 25 785 C2 is known a system for mounting a solar sail. The system consists essentially of folding tubes, which are wound on a drum when jammed. To unfold the folding tubes are withdrawn from the drum, wherein they unfold and assume a tubular structure. The unfolding takes place by means of an auxiliary motor via gears that can act both pulling and braking. The use of an auxiliary motor has the disadvantage that the engine requires energy and that the reliability of the system is reduced by a possible failure of the engine.

Aus der DE 21 44 034 A1 ist eine Vorrichtung zur Verstauung von großen Flächen auf der Mantelfläche eines im Zentrum dieser Fläche konzentrisch angebrachten Zylinders oder Prismas bekannt, wobei diese Fläche sowohl in Hauptfalten gefaltet wird, die symmetrisch zum Zentrum in gerader Anzahl in gleichem Abstand voneinander an dem aufliegenden Rand des Zylinders beginnen und dort einen festen Winkel gegenüber der radialen Richtung bilden, als auch in Rückfalten, die den Winkel zwischen zwei benachbarten Hauptfalten halbieren und die in entgegengesetzter Richtung wie die Hauptfalten gefaltet sind, wobei die so vorgefaltete Fläche auf dem Zylinder aufgewickelt wird, so dass durch eine einzige Falte getrennte Teile der Fläche aufeinander auf dem Mantel des Zylinders zu liegen kommen. Um die Fläche durch Druckwirkung zur Entfaltung zu bringen, sind in den Hauptfalten Versteifungsglieder eingelegt. Eine aktive Kontrolle des Entfaltungsvorganges kann beispielsweise durch an den Versteifungsgliedern angebrachte Bänder vorgenommen werden, die durch Motore auf Trommeln im Zylinder auf- und abgewickelt werden können. Durch eine solche Einrichtung gelingt es auch, den Aufwickelvorgang automatisch durchzuführen.From the DE 21 44 034 A1 For example, there is known an apparatus for stowing large areas on the lateral surface of a cylinder or prism concentrically mounted in the center of this area, this area being folded into main folds commencing symmetrically to the center an even number equidistant from each other at the resting edge of the cylinder and form there a fixed angle to the radial direction, as well as in folds, which bisect the angle between two adjacent main folds and which are folded in the opposite direction as the main folds, the so-prefolded surface is wound on the cylinder, so that by a only fold separate parts of the surface come to rest on the mantle of the cylinder. In order to bring the surface by pressure to unfold, stiffeners are inserted in the main folds. An active control of the unfolding process can be carried out for example by attached to the stiffeners bands that can be wound up and unwound by motors on drums in the cylinder. By such a device, it is also possible to perform the winding automatically.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Stauen und Entfalten von Foliensystemen zu schaffen, die ohne aktive Hilfsmittel wie beispielsweise Motoren auskommt.Of the The invention is therefore based on the technical problem, an improved To provide a device for jamming and unfolding of film systems, which works without active aids such as motors.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich aus dem Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The solution the technical problem arises from the subject with the Features of claim 1.

Dazu wird die Folie an elastischen Spannmasten befestigt, die tangential an einem Basismodul verankert sind. Zum Stauen werden die Spannmasten eng um das Basismodul gewickelt und in der aufgewickelten Stellung arretiert. Zum Entfalten der Folie wird die Arretierung gelöst. Da die Spannmasten elastisch sind, schwingen sie allein aufgrund ihrer Formänderungsenergie in ihre ursprüngliche Lage zurück und spannen so die Folie auf. Das Entfalten allein durch die Formänderungsenergie hat dabei den Vorteil, dass kein Fremdantrieb und damit keine Energieversorgung benötigt wird. Ein weiterer Vorteil besteht in der hohen Zuverlässigkeit des Systems, was vor allem im Weltraum, wo kein Techniker zum Beheben von Problemen zur Verfügung steht, von besonderer Bedeutung ist.To the film is attached to elastic tension masts which are tangential anchored to a base module. To stow the tension masts wrapped tightly around the base module and in the wound position locked. To unfold the film, the lock is released. Because the Tension masts are elastic, they swing alone due to their strain energy in their original one Location back and so tighten the film. The unfolding solely by the strain energy has the advantage that no external drive and thus no energy supply needed becomes. Another advantage is the high reliability of the system, especially in space, where no technician can fix it of problems available is of particular importance.

Dabei sind zwischen dem Basismodul und den Spannmasten Spannfäden gespannt. Diese Spannfäden haben die Aufgabe, beim Entfalten ein Überschwingen der Spannmasten und damit eine mögliche Beschädigung der Folie zu verhindern. Des weiteren verleihen die Spannfäden der Struktur zusätzliche Stabilität.there Tension threads are stretched between the base module and the tension masts. These tensioning threads have the task of unfolding an over-swinging of the tension masts and thus a possible damage to prevent the film. Furthermore, the tensioning threads give the Structure additional Stability.

Weiter sind zwischen verschiedenen Spannmasten Begrenzungsfäden gespannt. Auch die Begrenzungsfäden haben die Funktion, ein Überschwingen der Spannmasten zu verhindern und die Stabilität der Struktur zu erhöhen.Further are stretched between different clamping masts limiting threads. Also the boundary threads have the function of overshooting to prevent the tension masts and to increase the stability of the structure.

Bevorzugte Anwendungsfälle der Erfindung sind insbesondere Antennen, Sonnensegel, Solarpaneele oder Vorrichtungen zum Sonnenschutz.preferred use cases The invention relates in particular to antennas, solar sails, solar panels or sun protection devices.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die Fig. zeigen:The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment described in more detail. The figures show:

1 ein Foliensystem im entfalteten Zustand und 1 a film system in the unfolded state and

2 ein Foliensystem im gestauten Zustand. 2 a foil system in the jammed condition.

In der 1 ist ein Foliensystem im entfalteten Zustand dargestellt. In der Mitte der Anordnung befindet sich ein trommelförmiges Basismodul 1. An dem Basismodul 1 befinden sich acht Verankerungspunkte 2. An den Verankerungspunkten 2 sind acht Spannmasten 3 tangential zum Basismodul 1 verankert. Zwischen den Spannmasten 3 ist eine Folie 4 oder mehrere Teilfolien aufgespannt. Zwischen dem Basismodul 1 und den Enden der Spannmasten 3 sind Spannfäden 5 gespannt. Die Spannfäden 5 verhindern ein Überschwingen der Spannmasten 3 beim Entfalten und verleihen der Struktur zusätzliche Stabilität. Dabei sind die Spannfäden 5 and den Verankerungspunkten 2 befestigt. Die Verankerungspunkte 2, an denen ein Spannmast 3 und der zugehörige Spannfaden 5 befestigt sind, sind jeweils so gewählt, dass zwischen ihnen zwei weitere Verankerungspunkte 2 liegen. Zwischen den Enden jeweils zweier benachbarter Spannmasten 3 sind Begrenzungsfäden 6 gespannt. Auch die Begrenzungsfäden 6 helfen, ein Überschwingen der Spannmasten 3 beim Entfalten zu verhindern und die Stabilität der Struktur zu erhöhen.In the 1 a film system is shown in the unfolded state. In the middle of the arrangement is a drum-shaped base module 1 , At the base module 1 There are eight anchoring points 2 , At the anchoring points 2 There are eight tension masts 3 tangential to the base module 1 anchored. Between the tension masts 3 is a foil 4 or several sub-films spanned. Between the base module 1 and the ends of the tension masts 3 are tensioning threads 5 curious; excited. The tensioning threads 5 prevent overshooting of the tension masts 3 when unfolding and give the structure additional stability. Here are the tensioning threads 5 and the anchoring points 2 attached. The anchoring points 2 , where a tension mast 3 and the associated tensioning thread 5 are fixed, are each chosen so that between them two more anchoring points 2 lie. Between the ends of two adjacent tension masts 3 are limiting threads 6 curious; excited. Also the boundary threads 6 help overshoot the tension masts 3 to prevent unfolding and increase the stability of the structure.

Die 2 zeigt ein Foliensystem im gestauten Zustand. Die Spannmasten 3 sind hier eng um das Basismodul 1 gewickelt und in dieser Stellung arretiert. Zum Entfalten wird die Arretierung gelöst. Die elastischen Spannmasten 3 schwingen daraufhin in ihre in 1 gezeigte Ursprungslage zurück. Dazu reicht die Formänderungsenergie der Spannmasten 3 aus, so dass ein Fremdantrieb entfällt.The 2 shows a film system in the jammed condition. The tension masts 3 here are close to the base module 1 wrapped and locked in this position. To unfold the lock is released. The elastic tension masts 3 then swing in their in 1 shown original position back. For this purpose, the strain energy of the tension masts is sufficient 3 out, so that a third party drive is eliminated.

Claims (2)

Foliensystem zum Falten und Entfalten einer Folie (4), umfassend ein Basismodul (1), mehrere tangential am Basismodul (1) verankerte elastische Spannmasten (3) sowie mindestens eine zwischen den Spannmasten (3) befestigte Folie (4), wobei die Spannmasten (3) zum Falten eng an das Basismodul (1) anschmiegbar sind und die Spannmasten (3) allein durch ihre Formänderungsenergie entfaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Basismodul (1) und den Spannmasten (3) Spannfäden (5) und zwischen verschiedenen Spannmasten (3) Begrenzungsfäden (6) gespannt sind.Film system for folding and unfolding a film ( 4 ) comprising a base module ( 1 ), several tangential to the base module ( 1 ) anchored elastic tension masts ( 3 ) and at least one between the tension masts ( 3 ) attached foil ( 4 ), the tension masts ( 3 ) for folding tightly to the base module ( 1 ) and the tension masts ( 3 ) are deployable solely by their strain energy, characterized in that between the base module ( 1 ) and the tension masts ( 3 ) Tension threads ( 5 ) and between different tension masts ( 3 ) Delimiting threads ( 6 ) are tense. Foliensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Foliensystem als Antenne, Sonnensegel, Solarpaneel oder als Sonnenschutz ausgebildet ist.Film system according to claim 1, characterized in that that the foil system as an antenna, awning, solar panel or is designed as a sunscreen.
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