PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE602004000088T2 14.06.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001468910
Titel Faltbarer und ausfahrbarer Satz von Elementen in einem Raumfahrzeug
Anmelder EADS Space Transportation SAS, Paris, FR
Erfinder Desagulier, Christian, 78700 Conflans Sainte Honorine, FR;
Cordier, Patrick, 78300 Montesson, FR;
Baril, Stephane, 78510 Triel/Seine, FR
Vertreter Meissner & Meissner, 14199 Berlin
DE-Aktenzeichen 602004000088
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 11.03.2004
EP-Aktenzeichen 042906693
EP-Offenlegungsdatum 20.10.2004
EP date of grant 14.09.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.06.2006
IPC-Hauptklasse B64G 1/22(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B64G 1/44(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B64G 1/66(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen faltbaren und ausfahrbaren Satz von Elementen, der in einem Raumfahrzeug montiert ist.

Es ist bekannt, dass zahlreiche Vorrichtungen, wie zum Beispiel Solargeneratoren, Funkantennen, Sonnenschutzvorrichtungen, etc, von einem Satz von Elementen gebildet werden, die aneinander angelenkt sind, damit der Satz zusammengefaltet und der Platzbedarf an Bord eines Raumfahrzeugs vor und während dessen Start auf ein Minimum reduziert werden kann. Sobald sich das Raumfahrzeug im Raum befindet, wird der Satz aus Elementen ausgefahren, damit die Vorrichtung ihre funktionsbereite Konfiguration einnehmen kann.

Für die Gelenkverbindungen solcher Elemente verwendet man bekanntlich automatisch ausfahrbare Gelenksysteme wie sie beispielsweise in den Druckschriften US-3 386 128, FR-2 122 087 und FR-2 635 077 beschrieben werden. Für ihr automatisches Ausfahren verwenden diese Systeme die Energie von Federn, die in zusammengefalteter Stellung der Elemente unter Spannung stehen.

Derartige automatische Gelenksysteme sind relativ schwer und kompliziert, und ihr Ausfahren ist schwer steuerbar, insbesondere was den Startmoment und die Geschwindigkeit des Ausfahrvorgangs anbelangt.

Die Druckschriften US-3 606 211, US-3 510 086 und JP2001106196 zeigen beispielsweise Gelenksysteme, die aufblasbare Rohre verwenden.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diese Nachteile zu beseitigen.

Zu diesem Zweck zeichnet sich der Satz aus mindestens zwei Elementen, der dazu bestimmt ist, an Bord eines Raumfahrzeugs eingebaut zu werden, und in dem die Elemente in Relation zueinander entweder eine zusammengefaltete Stellung oder eine ausgefahrene Stellung einnehmen können, erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Elemente durch dieselbe Seite einer aufblasbaren, weichen Matte miteinander verbunden sind, und dass sich die Matte in zusammengefaltetem Zustand der Elemente in nicht aufgeblasenem Zustand befindet und so zusammengefaltet ist, dass sich die Elemente paarweise auf beiden Seiten eines Falzes der Matte befinden.

Wenn die Matte also bei zusammengefaltetem Zustand der Elemente und entleertem Zustand der Matte aufgeblasen wird, vergrößert sich dadurch das Volumen der Matte, was zur Folge hat, dass sich ihre Falze öffnen und die Matte und die Elemente, die sie trägt, ausgefahren werden.

Das Aufblasen der Matte könnte dadurch erfolgen, dass sich das Gas, das sich in nicht aufgeblasenem Zustand auf der Erde in der Matte befindet, im Raum ausdehnt. Um jedoch Komplikationen zu verhindern, die auftreten könnten, wenn sich zum Zeitpunkt des Starts des Raumfahrzeugs noch Restluft in der Matte befindet, ist es vorzuziehen, dass die Matte auf der Erde vakuumiert wird und das Aufblasen im Raum dadurch erfolgt, dass man ein Füllgas einbläst.

Das Arretieren der Elemente in Relation zueinander in ausgefahrener Stellung kann mit zahlreichen unterschiedlichen Methoden erzielt werden. Zum Beispiel kann man das Arretieren durch eine Versteifung der Matte mit Hilfe eines physikalisch-chemischen Versteifungssystems an ihrer Umlaufbahn erreichen, beispielsweise mit einem aushärtenden Harz. In dem zuletzt genannten Fall kann die Matte innen mit einem Harz imprägniert werden, das so beschaffen ist, dass es mit einem Katalysatorprodukt, das durch das Füllgas der Matte eingebracht wird, polymerisiert werden kann. Die Matte kann auch außen durch die Wirkung von ultravioletten Strahlen mit einem polymerisierbaren Harz imprägniert werden.

Wie man feststellen kann, ist es aufgrund der Tatsache, dass die Elemente in ausgefahrener Stellung in Relation zueinander arretieren, beim Versteifen der Matte nicht nützlich, den Fülldruck in der Matte auf einem Nominalwert zu halten, was aufgrund der unvermeidlichen Mikrolecks im Füllkreis schwierig wäre.

Je nach Ausformungsart der Falze in der nicht aufgeblasenen Matte kann die zusammengefaltete Matte entweder zwischen zwei benachbarten Elementen angeordnet sein oder zwei derartige benachbarte Elemente umgeben.

In dem Fall, in dem der Satz eine Vielzahl von Elementen aufweist, die mindestens eine Reihe bilden, ist es in nicht aufgeblasenem Zustand der Matte und in zusammengefaltetem Zustand der Elemente von Vorteil, wenn die Matte auf sich selbst, um Faltlinien herum zusammengefaltet wird, die alle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elementen der Reihe verlaufen und quer zur Reihe ausgerichtet sind, so dass die zusammengefaltete Matte im Wechsel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elementen angeordnet ist und zwei aufeinanderfolgende Elemente umgibt.

Wenn ferner die Vielzahl von Elementen eine Anordnung aus Zeilen und Spalten bildet, ist die Matte in nicht aufgeblasenem Zustand der Matte und in zusammengefaltetem Zustand der Elemente vorzugsweise auf sich selbst um Faltlinien herum faltbar, die alle zwischen zwei Spalten und/oder Zeilen aus Elementen verlaufen, so dass die zusammengefaltete Matte im Wechsel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spalten und/oder Zeilen aus Elementen angeordnet ist und zwei aufeinanderfolgende Spalten und/oder Zeilen aus Elementen umgibt.

Aus den Figuren der beifolgenden Zeichnungen ist ersichtlich, wie die Erfindung ausgeführt sein kann. Ähnliche Elemente sind in diesen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

1 zeigt ausschnittsweise einen schematischen Querschnitt eines Satzes aus Elementen gemäß der vorliegenden Erfindung in zusammengefalteter Stellung.

2 zeigt schematisch den Ausfahrvorgang des Satzes aus Elementen, der in 1 gezeigt wird.

3 und 4 zeigen schematisch im Querschnitt beziehungsweise in Draufsicht den Satz aus Elementen von 1 in ausgefahrener Stellung.

5 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Satzes aus Elementen.

Der Satz aus Elementen I, welcher der vorliegenden Erfindung entspricht und in den 1 bis 4 dargestellt ist, weist n Elemente auf, die mit den Bezugszeichen 1.1, 1.2, 1.3, ..., 1.n-1, 1.n benannt sind. Diese Elemente gehören zu einer Vorrichtung (Solargenerator, Antenne, Sonnenschutzvorrichtung, etc.), die zusammengefaltet an Bord eines Raumfahrzeugs eingebaut wird und ausgefahren wird, sobald sich das Raumfahrzeug im Raum befindet. In zusammengefaltetem Zustand (siehe 1) sind die Elemente 1.1 bis 1.n beispielsweise eines über das andere geklappt und werden durch (nicht dargestellte) Verriegelungen in diesem Zustand gehalten. Wenn sie ausgefahren werden, bilden die Elemente 1.1 bis 1.n eine Reihe, wie dies in 4 durch die Achse 2 symbolisiert wird.

Diese Elemente 1.1 bis 1.n sind alle mit derselben Seite 3 einer weichen, aufblasbaren Matte 4 verbunden.

Wie in 1 gezeigt, ist die Matte 4 in zusammengefaltetem Zustand der Elemente 1.1 bis 1.n in nicht aufgeblasenem Zustand und so zusammengefaltet, dass sich die Elemente 1.1 bis 1.n paarweise auf beiden Seiten einer Faltlinie 5.1, 5.2,..., 5.n-1 der Matte 4 befinden. Diese Faltlinien oder Falze 5.1 bis 5.n-1 verlaufen alle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elementen 1.1 bis 1.n und sind quer zur Reihe 2 ausgerichtet (wie in 4 dargestellt).

Bei der Faltmethode, die in 1 dargestellt ist, in nicht aufgeblasenem Zustand der Matte 4 und in zusammengefaltetem Zustand der Elemente 1.1 bis 1.n, kann man sehen, dass die Matte 4 im Wechsel:

  • 1. zwischen zwei nebeneinanderliegenden Elementen 1.1 und 1.2; 1.3 und 1.4, ..., etc. angeordnet ist; und
  • 2. zwei nebeneinanderliegende Elemente 1.2 und 1.3; ...; 1.n-1 und 1.n umgibt. Diese Matte 4 kann vorzugsweise mit einer (hier nicht dargestellten) Gasquelle
mittels einer Füllleitung 6 aufgeblasen werden.

Wenn dann also die Elemente 1.1 bis 1.n in zusammengefaltetem Zustand ausgefahren werden müssen und die Verriegelungen, die der Beibehaltung dieses Zustandes dienen, gelöst worden sind, wird Füllgas in die Leitung 6 eingeleitet, was es erlaubt, die Matte 4 aufzublasen. Dadurch dass sich das Volumen der Matte nun vergrößert, öffnen sich die Falze der Matte, und durch Drehungen um Achsen herum, die zumindest annähernd mit den Faltlinien 5.1 bis 5.n-1 identisch sind, entfernen sich die Elemente voneinander, wie dies in 2 mit Hilfe der Pfeile 7 schematisch dargestellt wird. Wenn man mit dem Aufblasen fortfährt, kann man die Matte 4 und die Elemente 1.1 bis 1.n vollständig ausfahren, bis man den Ausfahrzustand erreicht, der in den 3 und 4 dargestellt ist.

Man kann unschwer erkennen, dass man dank der vorliegenden Erfindung den Startmoment des Ausfahrens und den Ausfahrvorgang vollständig im Griff hat und jegliches mechanische Gelenksystem vollständig unnötig wird.

Wenn die Matte 4 komplett ausgefahren ist, kann sie in dieser ausgefahrenen Stellung verstärkt werden, beispielsweise mit Hilfe eines aushärtenden Harzes. Das Harz kann die Außenseiten der Matte vorimprägnieren und mit ultravioletten Strahlen des Raumes polymerisierbar sein. Alternativ kann das aushärtende Harz die Innenwand der Matte 4 vorimprägnieren und empfindlich für ein Polymerisationsmittel sein, das vom Füllgas transportiert wird.

In 5 ist eine Reihe II aus einer Vielzahl von Elementen 1.11 bis 1.pn in ausgefahrenem Zustand dargestellt. Diese Reihe II weist p Zeilen auf, die alle der Reihe 2 aus 4 ähneln und so angeordnet sind, dass die Elemente außerdem Spalten bilden. Man kann unschwer erkennen, dass in diesem Fall die Faltlinien 5.1, 5.2,..., 5.n-1 alle zwischen zwei nebeneinanderliegenden Spalten aus Elementen verlaufen. So werden die Spalten aus Elementen in nicht aufgeblasenem Zustand und in zusammengefaltetem Zustand der Matte 4 übereinander um die Faltlinien 5.1, 5.2,..., 5.n-1 gefaltet, so wie dies in 1 für die Elemente 1.1 bis 1.n dargestellt ist.

Zusätzlich zu den Faltlinien 5.1 bis 5.n-1 zwischen den Spalten kann die Reihe II Faltlinien 8.1 bis 8.p-1 zwischen den Zeilen aufweisen, um die Spalten aus Elementen, die bereits übereinander um die Faltlinien 5.1 bis 5.n-1 herum zusammengefaltet wurden, auf sich selbst zu falten (nach der Methode von 1).


Anspruch[de]
  1. Satz (I, II) aus mindestens zwei Elementen (1.1 bis 1.n, 1.11 bis 1.pn), der dazu bestimmt ist, an Bord eines Raumfahrzeugs eingebaut zu werden, und in dem die Elemente in Relation zueinander entweder eine zusammengefaltete Stellung oder eine ausgefahrene Stellung einnehmen können, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (1.1 bis 1.n, 1.11 bis 1.pn) durch dieselbe Seite (3) einer aufblasbaren, weichen Matte (4) miteinander verbunden sind, und wobei sich die Matte (4) in zusammengefaltetem Zustand der Elemente in nicht aufgeblasenem Zustand befindet und so zusammengefaltet ist, dass sich die Elemente paarweise auf beiden Seiten eines Falzes (5.1 bis 5.n-1) der Matte befinden.
  2. Satz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufblasen der Matte (4) dadurch erfolgt, dass sich das Gas, das sich auf der Erde in zusammengefaltetem Zustand in der Matte befindet, im Raum ausdehnt.
  3. Satz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufblasen der Matte (4) durch Einblasen eines Füllgases (6) erfolgt.
  4. Satz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Verstärkungsmittel für die Matte in ausgefahrenem Zustand der Elemente aufweist.
  5. Satz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsmittel ein aushärtbares Harz aufweisen.
  6. Satz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammengefaltete Matte (4) in nicht aufgeblasenem Zustand der Matte (4) und in zusammengefaltetem Zustand der Elemente (1.1 bis 1.n) zwischen zwei nebeneinanderliegenden Elementen angeordnet ist.
  7. Satz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammengefaltete Matte in nicht aufgeblasenem Zustand der Matte und in zusammengefaltetem Zustand der Elemente zwei nebeneinanderliegende Elemente umgibt.
  8. Satz nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Vielzahl von Elementen aufweist, die mindestens eine Reihe bilden, und dass die Matte in nicht aufgeblasenem Zustand der Matte und in zusammengefaltetem Zustand der Elemente auf sich selbst um Faltlinien herum zusammengefaltet ist, die alle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elementen der Reihe verlaufen und quer zur Reihe angeordnet sind, so dass die zusammengefaltete Matte im Wechsel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elementen angeordnet ist und zwei aufeinanderfolgende Elemente umgibt.
  9. Satz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl aus Elementen eine Anordnung aus Zeilen und Spalten bildet, und dass die Matte in nicht aufgeblasenem Zustand der Matte und in zusammengefaltetem Zustand der Elemente auf sich selbst um Faltlinien herum faltbar ist, die alle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spalten aus Elementen verlaufen, so dass die zusammengefaltete Matte im Wechsel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spalten aus Elementen angeordnet ist und zwei aufeinanderfolgende Spalten aus Elementen umgibt.
  10. Satz nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl aus Elementen eine Anordnung aus Zeilen und Spalten bildet, und dass die Matte in nicht aufgeblasenem Zustand der Matte und in zusammengefaltetem Zustand der Elemente auf sich selbst um Faltlinien herum faltbar ist, die alle zwischen zwei Zeilen aus Elementen verlaufen, so dass die zusammengefaltete Matte im Wechsel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeilen aus Elementen angeordnet ist und zwei aufeinanderfolgende Zeilen aus Elementen umgibt.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com