DE3528970C2

DE3528970C2 -

Info

Publication number: DE3528970C2
Application number: DE3528970A
Authority: DE
Inventors: Heinz 2000 Hamburg De Maass; Manfred Dipl.-Ing. 2000 Wedel De Kramer
Original assignee: Telefunken Systemtechnik AG
Current assignee: Telefunken Systemtechnik AG
Priority date: 1985-08-13
Filing date: 1985-08-13
Publication date: 1990-06-28
Also published as: DE3528970A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Flexible Solargeneratoren lassen sich in klappbare und in faltbare Generatoren einteilen. Bei den faltbaren Solarge neratoren sind sogenannte Solar-Panel-Teile vorgesehen, die vorzugsweise aus vier mit Solarzellen bestückten Falt flächen bestehen. Jedes Solar-Panel-Teil wird in Einzelfer tigung hergestellt, wobei mehrere Solar-Panel-Teile zu ei nem Solargenerator integriert werden. Im zusammengefalteten Zustand des Solargenerators liegen sich im allgemeinen je weils zwei benachbarte Solarzellenflachen gegenüber. Es ist zweckmäßig, zwischen zwei zusammengeklappten Solarzellen flächen Dämpfungsmittel anzuordnen, vorzugsweise in Form von Schaumstoffmatten.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ein- oder Ausfalten eines faltbaren Solarzellengenera tor-Lakens mit mindestens zwei über eine Faltkante mitein ander verbundenen, jeweils ein Faltenpaar bildenden Laken teilen, die im zusammengefalteten Zustand des Lakens vor zugsweise in einem Lakenbehälter gefaltet angeordnet sind, ist in der DE 33 16 789 A1 beschrieben. Hierbei wird das Laken von einem ortsfesten primären Einfalt- und Ausfalt system in den zusammen- bzw. auseinandergefalteten Zustand gebracht. Für den Einfaltvorgang wird das jeweils unten liegende Faltenpaar zusammengefaltet, während die Falten paare oberhalb des einem Faltvorgang unterworfenen Falten paares auseinander gefaltet bleiben, d. h. alle Faltenpaare werden einzeln nacheinander zusammengefaltet. Für den Aus faltvorgang wird das jeweils oben liegende Faltenpaar aus einandergefaltet, während die Faltenpaare unterhalb des einem Entfaltvorgang unterworfenen Faltenpaares im zusammengefal teten Zustand gehalten werden, d. h. alle Faltenpaare werden nacheinander auseinandergefaltet.

Ein Verfahren zur Herstellung eines halbstarren, faltbaren, aus mehreren bedeckten Solarzellen (Cics) bestehenden So largenerators ist aus der nachveröffentlichten DE 34 15 963 A1 bekannt. Der Solargenerator weist mindestens zwei, über scharnierar tige Verbindungen drehbeweglich miteinander verbundene Faltenelemente auf. Er ist, vorzugsweise zur Anwendung in der Raumfahrt, in zusammengefalteten Zustand in einem Stauraum untergebracht, wobei die einzelnen Solarzellen nach dem n-Seiten-Schweißen mit einem Deckglas versehen und zu Matrizen-Subsektionen verschweißt werden. Zur Her stellung dieses Solargenerators werden auf der Rückseite der Matrizen-Subsektionen zur Abdeckung der Verbinder Koh lefaserstreifen aufgeklebt, die über die Ober- bzw. Unter kante jeder Matrizen-Subsektion hinausragen. Dann werden die überstehenden Enden von benachbarten Kohlefaserstrei fen mit zweiten Kohlefaserstreifen verbunden, die senkrecht zu den ersten Kohlefaserstreifen verlegt und außerhalb der Ober- bzw. Unterkante jeder Matrizen-Subsektion angeordnet werden. Anschließend werden mindestens zwei Matrizen-Sub sektionen in separat hergestellten Kohlefaserrahmen be festigt, die dann zusammen mit den Matrizen-Subsektionen über Scharniere zu einem Solargenerator verbunden werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur mechanischen und elektrischen Integration von mindestens zwei Solar-Panel-Teilen zu einem flexiblen, faltbaren So largenerator zu schaffen, das eine Integration von falt baren Solargeneratoren unterschiedlichster Ausmaße ermög licht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemaß durch die kennzeichnenden Verfahrensschritte des Anspruchs 1 gelöst.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 13 beschrieben.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der vor derseitigen sowie rückseitigen Verschaltungsmöglichkeit der zu integrierenden Solar-Panel-Teilen zu sehen. Von Vorteil ist auch, daß ein Solar-Panel-Teil im horizontalen sowie im vertikalen Zustand ausgetauscht werden kann.

In der Zeichnung ist eine kombinierte Hebe- und Schiebevor richtung dargestellt, anhand der das erfindungsgemäße Ver fahren erläutert wird. Es zeigt

Fig. 1 die Vorrichtung mit einem waagerecht angeordneten Integrationstisch, und

Fig. 2 die Vorrichtung mit einem Integrationstisch, der in eine senkrechte Lage angehoben ist.

Die kombinierte Hebe- und Schiebevorrichtung weist zwei Füh rungssäulen 1 und 2 auf, die senkrechtstehend in einem Fun dament festverankert sind. Die oberen Enden der Führungssäulen 1 und 2 sind durch einen Träger 3 mechanisch fest miteinander verbunden, auf dem ein Seilzugantrieb 4 angeordnet ist. Eine senkrecht von dem Seilzugantrieb 4 verstellbare Führungstra verse 5 ist mittels der Führungssäulen 1 und 2 geführt. Die Führungstraverse 5 weist an ihrer Unterseite eine Laufschiene 6 auf, an der zeichnerisch nicht dargestellte Seilzüge zur Be festigung an Solar-Panel-Teilen verschiebbar geführt sind (Schiebevorrichtung).

Unterhalb der Führungstraverse 5 ist zwischen den Führungssäulen 1 und 2 ein Integrationstisch 7 angeordnet, der beispielsweise durch sogenannte Stützböcke in einer nahezu waagerechten Lage gehalten wird.

An seinem rechten Seitenende weist der Integrationstisch 7 eine senkrecht zu ihm stehende Druckplatte 8 auf, die mit tels zeichnerisch nicht dargestellter lösbarer mechanischer Verbindungselemente an dem Integrationstisch 7 befestigt ist. Wie die Fig. 2 zeigt, ist der Integrationstisch 7 zu sammen mit einer ersten Druckplatte 8 in eine senkrechte Lage anhebbar, wobei die Führungstraverse 5 mittels des Seilzugantriebes 4 aus der in Fig. 1 dargestellten Grund stellung in eine höhere Stellung angehoben wird. Die für diesen Bewegungsablauf erforderliche mechanische Verbindung zwischen dem Integrationstisch 7 und der ersten Druckplatte 8 erforderlichen mechanischen Mittel sind zeichnerisch nicht dargestellt. Es kann sich hierbei um normale Seilzüge handeln, die ebenfalls von dem Seilzugantrieb betätigt wer den.

Zur mechanischen und elektrischen Integration von mehreren Solar-Panel-Teilen zu einem flexiblen faltbaren Solargenera tor wird auf den nahezu waagerecht angeordneten Integrations tisch 7 zunächst ein erstes Solar-Panel-Teil 9 derart aufge legt, daß zwei Faltflächen zusammengefaltet an der ersten Druckplatte 8 befestigt anliegen und die vierte Faltfläche mit nach unten zeigenden Solarzellen auf dem Integrations tisch 7 aufliegt. Anschließend werden die vier Faltflächen eines zweiten Solar-Panel-Teiles mit in Richtung des Inte grationstisches 7 zeigenden Solarzellen auf diesem aufge legt. Es werden die mechanischen sowie die elektrischen Ver bindungen zwischen der letzten Faltfläche des ersten Solar- Panel-Teiles 9 und der ersten Faltfläche des zweiten Solar- Panel-Teiles 10 hergestellt. Es erfolgt dann ein Einhängen des Integrationstisches 7, der ersten Druckplatte 8 und der beiden Solar-Panel-Teile an der Führungstarverse 5, mit de ren Hilfe die genannten Teile in eine senkrechte Lage ange hoben werden (vgl. Fig. 2). Nach dem Lösen des Integrations tisches 7 von der ersten Druckplatte 8 und seinem Absenken in seine waagerechte Ausgangslage, werden die letzte Falt flächen des ersten Solar-Panel-Teiles 9 und die drei ersten benachbarten Faltflächen des zweiten Solar-Panel-Teiles 10 mittels der Schiebevorrichtung gegen die drei zusammenge falteten Faltflächen des ersten Solar-Panel-Teiles 9 an die erste Druckplatte 8 gefaltet und an dieser befestigt. Der Integrationstisch 7 wird nach dem Faltvorgang wieder in sei ne senkrechte Lage gebracht und mit der ersten Druckplatte 8 mechanisch fest verbunden. Abschließend werden der Integra tionstisch 7, die Druckplatte 8 und die beiden Solar-Panel- Teile 9 und 10 in die waagerechte Ausgangslage zurückge bracht, so daß weitere Solar-Panel-Teile nach den obenbe schriebenen Verfahrensschritten auf den Integrationstisch 7 aufgelegt, an der letzten Faltfläche des jeweils vorherge henden Solar-Panel-Teiles befestigt, mittels der Hebevor richtung in eine senkrechte Lage angehoben und mittels der Schiebevorrichtung gefaltet werden können.

Der Faltvorgang für das erste Solar-Panel-Teil 9 kann da durch erfolgen, daß alle seine vier Faltflächen auf den Integrationstisch 7 aufgelegt werden, und daß nach dem An heben des Integrationstisches 7, der ersten Druckplatte 8 und des Solar-Panel-Teiles 9 in die senkrechte Lage sowie dem Absenken des Integrationstisches 7 in seine Ausgangs lage die ersten drei Faltflächen mit Hilfe der Schiebevor richtung gegen die erste Druckplatte 8 gefaltet werden. Die Befestigung der Faltflächen an der Druckplatte 8 kann durch an dieser Druckplatte angeordnete zeichnerisch nicht darge stellte Spannbolzen erfolgen, die in den Solar-Panel-Teilen vorgesehene Durchbohrungen durchsetzen.

Die Herstellung eines Solargenerators wird dadurch beendet, daß nach der mechanischen und der elektrischen Verbindung der ersten Faltfläche eines letzten Solar-Panel-Teiles an die letzte Faltfläche des vorhergehenden Solar-Panel-Teiles, nach der Anhebung des Integrationstisches 7, der Solar-Pa nel-Teile und der ersten Druckplatte 8 in die senkrechte Lage sowie nach dem Absenken des Integrationstisches 7 die letzte Faltfläche des vorletzten Solar-Panel-Teiles und alle Faltflächen des letzten Solar-Panel-Teiles mittels der Schiebevorrichtung gegen die erste Druckplatte 8 gefaltet werden. Nach Beendigung des Faltvorganges wird eine zweite Druckplatte, die zeichnerisch nicht dargestellt ist, aber der ersten Druckplatte 8 entspricht, gegen die letzte Falt fläche des zusammengefalteten Solargenerators angedrückt und mit der ersten Druckplatte 8 mechanisch festverbunden. Diese mechanische Verbindung kann ebenso für die Spannbol zen der ersten Druckplatte 8 erfolgen, wobei hierzu die Spannbolzen der ersten Druckplatte 8 in Bohrungen eingrei fen, die die zweite Druckplatte durchsetzen. Beide Druck platten können in ihrer senkrechten Lage an dem angehobe nen Integrationstisch 7 befestigt werden und zusammen mit dem Integrationstisch 7 und dem zusammengefalteten Solar generator in die waagerechte Ausgangslage abgesenkt wer den.

Nach Fertigstellung des gesamten Solargenerators kann dieser zusammen mit der bzw. den Druckplatten und dem Integrationstisch 7 mittels der Hebevorrichtung in die senkrechte Lage angehoben werden. Nach dem Lösen der Druckplatten von dem Integrationstisch 7 und dem Ab senken des Integrationstisches 7 in seine waagerechte Ausgangslage können ein oder mehrere Ausfahrtests (Deploymenttest) des Solargenerators mit Hilfe der Schiebevorrichtung durchgeführt werden. Auch ist es möglich, an dem ausgefahrenen Solargenerator einen Lei stungstest (Flashtest) durchzuführen. Hierbei ist es zweckmäßig, jeweils ein Solar-Panel-Teil reihenfolge mäßig zu testen.

Die elektrischen Verbindungen zwischen den Faltflächen zweier benachbarter Solar-Panel-Teile 9 bzw. 10 können durch Lötvorgänge hergestellt werden.

Hierzu können beispielsweise elektrisch leitende Brückenstücke Verwendung finden. Die mechanischen Verbindungen zwischen den Faltflächen der benachbarten Solar-Panel-Teile 9 bzw. 10 kön nen durch Scharniere hergestellt werden.

Unter dem in der Beschreibung verwendeten Begriff des Aufle gens der Solar-Panel-Teile 9, 10 auf den Integrationstisch 7 wird auch verstanden, daß diese Teile 9, 10 auf dem Integra tionstisch 7 fest fixiert werden. Dieses ist erforderlich, da mit die Teile 9, 10 während des Anhebens bzw. Absenkens des Integrationstisches 7 nicht verrutschen. Wird der Integrations tisch 7, um den Faltvorgang durchzuführen zu können, allein abgesenkt, so werden die Fixierungen der Teile 9, 10 vorher gelöst.

Claims

1. Verfahren zur mechanischen und elektrischen Integra tion von mindestens zwei Solar-Panel-Teilen zu einem flexiblen, faltbaren Solargenerator, wobei ein Solar- Panel-Teil vorzugsweise aus vier mit Solarzellen be stückten Faltflächen besteht, im zusammengefalteten Zu stand des Solargenerators sich vorzugsweise jeweils zwei benachbarte Solarzellenflächen gegenüberliegen und wobei insbesondere zwischen zwei zusammengeklappten Solarzellen flächen Dämpfungsmittel, vorzugsweise in Form von Schaum stoffmatten angeordnet sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) auf einen waagerechten Integrationstisch (7) mit rechtwinkliger, abnehmbarer erster Druckplatte (8) wird ein erstes Solar-Panel-Teil (9) derart aufge legt, daß zwei Faltflächen zusammengefaltet an der ersten Druckplatte (8) befestigt anliegen und die dritte und n-te Faltfläche mit nach unten zeigenden Solarzellen auf dem Integrationstisch (7) liegt,
b) es werden die vier Faltflächen eines zweiten So lar-Panel-Teils (10) mit in Richtung des Integra tionstisches (7) zeigenden Solarzellen auf den In tegrationstisch (7) aufgelegt,
c) die mechanischen sowie elektrischen Verbindungen zwischen der letzten Faltfläche des ersten Solar- Panel-Teils (9) und der ersten Faltfläche des zweiten Solar-Panel-Teils (10) werden hergestellt,
d) der Integrationstisch (7), die erste Druckplatte (8) und die beiden Solar-Panel-Teile (9, 10) werden an der Führungstraverse (5) einer Hebevorrichtung eingehängt und von dieser zusammen in eine senkrechte Lage gehoben,
e) der Integrationstisch (7) wird von der ersten Druckplatte (8) und den Solar-Panel-Teilen (9, 10) gelöst und zur Seite geschoben,
f) die letzte Faltfläche des ersten Solar-Panel-Teils (9) und die zwei ersten benachbarten Faltflächen des zweiten Solar-Panel-Teils (10) werden über Rollenfüh rungen in der Führungstraverse (5) gegen die zusammenge falteten Faltflächen des ersten Solar-Panel-Teils (9) an die erste Druckplatte (8) gefaltet und an dieser be festigt,
g) der Integrationstisch (7) wird in den Bereich der ersten Druckplatte gefahren und an dieser befestigt,
h) der Integrationstisch (7), die erste Druckplatte (8) und die beiden Solar-Panel-Teile (9, 10) werden in die waagerechte Ausgangslage zurückgebracht, und
i) es werden weitere Solar-Panel-Teile (9, 10) nach den Verfahrensschritten b bis h auf den Integrationstisch (7) aufgelegt, an der letzten Faltfläche des jeweils vorher gehenden Solar-Panel-Teils befestigt, mittels der Hebe vorichtung in eine senkrechte Lage angehoben und mittels der Rollenführung in der Führungstraverse (5) gefaltet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle vier Faltflächen des ersten Solar-Panel-Teils (9) auf den Integrationstisch (7) aufgelegt werden, und daß nach dem Anheben des Integrationstisches (7), der ersten Druck platte (8) und des Solar-Panel-Teils in die senkrechte Lage sowie dem Absenken des Integrationstisches (7) die ersten zwei Faltflächen mit Hilfe der Rollenführung gegen die erste Druckplatte (8) gefaltet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der mechanischen und elektrischen Verbindung der ersten Faltfläche des letzten Solar-Fanel-Teils an die letzte Falt fläche des vorhergehenden Solar-Panel-Teils, nach der Anhe bung des Integrationstisches (7), der Solar-Panel-Teile und der ersten Druckplatte (8) in die senkrechte Lage sowie nach Ab senken des Integrationstisches (7) die letzte Faltfläche des vorletzten Solar-Panel-Teils und alle Faltflächen des letzten Solar-Panel-Teils mittels der Rollenführung gegen die erste Druckplatte (8) gefaltet werden, und daß nach Beendigung des Faltvorganges eine zweite Druckplatte gegen die letzte Falt fläche des zusammengefalteten Solargenerators angedrückt und an der ersten Druckplatte (8) mechanisch befestigt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Druckplatten (8) in ihrer senkrechten Lage an dem ange hobenen Integrationstisch (7) befestigt werden, und daß der Integrationstisch (7) zusammen mit den Druckplatten (8) so wie dem zusammengefalteten Solargenerator in die waagerechte Ausgangslage abgesenkt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß nach Fertigstellung des gesamten Solargenera tors dieser zusammen mit der bzw. den Druckplatten (8) und dem Integrationstisch (7) mittels der Hebevorrichtung in die senkrechte Lage angehoben wird, und daß nach dem Lösen der Druckplatten (8) von dem Integrationstisch (7) und dem Ab senken des Integrationstisches (7) in seine waagerechte Ausgangslage ein oder mehrere Ausfahrtests des Solargenera tors mit Hilfe der Rollenführung durchgeführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ausgefahrenen Solargenerator ein Beleuchtungs-Lei stungstest durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Beleuchtungs-Leistungstest reihenfolgemäßig jeweils an einem Solar-Panel-Teil (9, 10) durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß die elektrischen Verbindungen zwischen den Falt flächen zweier benachbarter Solar-Panel-Teile (9, 10) durch Lötvorgänge hergestellt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Ver wendung von elektrisch leitenden Brückenstücken für die elek trisch leitenden Verbindungen.

10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß die mechanischen Verbindungen zwischen den Falt flächen zweier benachbarter Solar-Panel-Teile (9, 10) durch Scharniere hergestellt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Solar-Panel-Teile mit Hilfe von an der ersten Druckplatte (8) angeordneten Spannbolzen, die in den Solar-Panel-Teilen vorgesehene Durchgangsbohrungen durch setzen, an der ersten Druckplatte (8) in zusammengefalteten Zustand gehalten werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbolzen auch in, in der zweiten Druckplatte vor gesehene Bohrungen eingreifen und zur mechanischen Befesti gung beider Druckplatten (8) miteinander herangezogen wer den.

13. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Solar-Panel-Teile über eine federnde Seilverbindung an der Hebe- und Schiebevorrichtung befestigt werden.