DE102020208780A1

DE102020208780A1 - Wing locking system for vertical drives in EVTOL vehicles

Info

Publication number: DE102020208780A1
Application number: DE102020208780.6A
Authority: DE
Inventors: Falk Ebert; Andreas Lutz; Rainer Petersen
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-07-14
Filing date: 2020-07-14
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2040-07-15
Also published as: CN115803257A; WO2022012827A1; DE102020208780B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Tragflügel-Verschlusssystem (10) für Vertikalantriebe in EVTOL-Fahrzeugen sowie ein EVTOL-Fahrzeug (42) umfassend zumindest ein solches Tragflügel-Verschlusssystem (10).Es ist vorgesehen, dass ein Tragflügel-Verschlusssystem (10) für Vertikalantriebe (46) in EVTOL-Fahrzeugen (42) bereitgestellt wird. Solch ein Tragflügel-Verschlusssystem (10) umfasst dabei eine Vielzahl von Verschlusselementen (14) und einen Verschlussverstellmechanismus (18), wobei der Verschlussverstellmechanismus (18) ausgelegt ist, die Vielzahl von Verschlusselementen (14) gleichzeitig von einer ersten geschlossenen Position in wenigstens eine zweite, geöffnete Position zu bewegen. Der Verschlussverstellmechanismus (18) ist dabei zudem ausgelegt, jedes Verschlusselement (14) in Abhängigkeit einer Positionierung von wenigstens einem benachbarten Verschlusselement (14) derart zu bewegen, dass in der ersten geschlossenen Position die Vielzahl von Verschlusselementen (14) im Wesentlichen einer Geometrie eines dreidimensionalen Tragflächenprofils von einer Tragfläche (12) mit Vertikalantrieb (46) eines EVTOL-Fahrzeugs (42) entsprechen, in welchem das Tragflügel-Verschlusssystem (10) vorgesehen ist.The invention relates to a wing closure system (10) for vertical drives in EVTOL vehicles and an EVTOL vehicle (42) comprising at least one such wing closure system (10). It is provided that a wing closure system (10) for vertical drives ( 46) in EVTOL vehicles (42). Such an airfoil closure system (10) comprises a plurality of closure elements (14) and a closure adjustment mechanism (18), the closure adjustment mechanism (18) being designed to move the plurality of closure elements (14) simultaneously from a first closed position to at least a second to move open position. The closure adjustment mechanism (18) is also designed to move each closure element (14) depending on a positioning of at least one adjacent closure element (14) in such a way that in the first closed position the plurality of closure elements (14) essentially have a geometry of a three-dimensional Airfoil profile of a wing (12) with vertical drive (46) of an EVTOL vehicle (42) in which the wing closure system (10) is provided.

Description

Die Erfindung betrifft ein Tragflügel-Verschlusssystem für Vertikalantriebe in EVTOL-Fahrzeugen sowie ein EVTOL-Fahrzeug umfassend zumindest ein solches Tragflügel-Verschlusssystem.The invention relates to a wing closure system for vertical drives in EVTOL vehicles and an EVTOL vehicle comprising at least one such wing closure system.

Die Mobilität der Zukunft wird unter anderem auch im dreidimensionalen Luftraum stattfinden. In diesem Zuge sind bereits erste Prototypen von sogenannten Lufttaxis bekannt, welche beispielsweise im urbanen Raum Personen oder auch Güter transportieren sollen. In diesem Zusammenhang sind auch EVTOL-Fahrzeuge (EVTOL = elctric vertical Take-off and landing = elektrisch vertikal Abheben und Landen) bereits bekannt. Diese heben mittels ihrer Vertikalantriebe ab, um anschließend beispielsweise mittels weiterer Antriebe dann in der Luft entsprechend horizontale Bewegungsabläufe zu vollführen. Für diese horizontalen Bewegungsabläufe sind klassische Tragflächen in jeweils gewölbter Form vorgesehen. In einer speziellen Variante solcher EVTOL-Fahrzeuge sind die Vertikalantriebe dabei in diesen Tragflächen vorgesehen. Bevor allerdings ein horizontaler Bewegungsablauf aufgenommen werden kann, ist in bestimmten Konstruktionen vorgesehen, dass diese Vertikalantriebe verschlossen werden, sodass sich eine Tragflächenvergrößerung erreichen lässt. Häufig ist nur bei einem Übergang in den Horizontalflug und umgekehrt eine Unterstützung durch die Vertikalantriebe sinnvoll. Eine Tragflächenvergrößerung stellt eine nötige Auftriebsvergrößerung im Horizontalflugbetrieb des EVTOL-Fahrzeugs bereit. Ein Verschließsystem muss dabei unterschiedliche Kriterien erfüllen. Neben einer gewissen Grundstabilität im geschlossenen Zustand, muss so ein Verschließsystem auch eine nötige Flexibilität bereitstellen, da die zu verschließenden Flächen teils einfach, oft aber auch doppelt gekrümmt sind. Nachfolgend werden einige Beispiele aus dem Stand der Technik vorgestellt, welche sich im weitesten Sinne mit der zuvor erläuterten Thematik beschäftigen.The mobility of the future will also take place in three-dimensional airspace, among other things. In this context, the first prototypes of so-called air taxis are already known, which are intended to transport people or goods in urban areas, for example. In this context, EVTOL vehicles (EVTOL=electric vertical take-off and landing=electric vertical take-off and landing) are already known. These lift off by means of their vertical drives, in order then, for example, to carry out corresponding horizontal movements in the air by means of further drives. For these horizontal movement sequences, classic wings are provided, each with a curved shape. In a special variant of such EVTOL vehicles, the vertical drives are provided in these wings. However, before a horizontal movement sequence can be started, it is provided in certain constructions that these vertical drives are closed, so that an enlargement of the wing surface can be achieved. Frequently, support from the vertical drives only makes sense during a transition to level flight and vice versa. An increase in airfoil provides a necessary increase in lift in level flight operations of the EVTOL vehicle. A locking system must meet different criteria. In addition to a certain basic stability when closed, such a closure system must also provide the necessary flexibility, since the surfaces to be closed are partly single, but often double curved. A few examples from the prior art are presented below, which deal with the topic explained above in the broadest sense.

So ist aus der Druckschrift WO 2019/202493 A1 eine rotierende Hebe- und Trägerscheibe für vertikale Start- und Landungen sowie für den Stationsflug sowie deren Flugweise und deren Verwendung als bekannt zu entnehmen. Diese rotierende Hebe- und Trägerscheibe besteht dabei aus einem Hohlkörper, der ein führendes Gehäuse und eine flache Basis umfasst, die mit mindestens zwei Klappenpaaren versehen ist, wobei ein Klappenpaar aus einer Doppelklappe auf dem führenden Gehäuse und einer einzelnen Klappe auf der Basis besteht und wobei die Klappen eines Paares übereinander oder diagonal oder gegeneinander angeordnet sind, und die Klappen an der rotierenden Scheibe entlang einer Kante der Klappe angebracht sind, auf der sie gekippt sind. Die Einzelklappe öffnet sich in die Scheibe und die Doppelklappe ist in zwei gegenüberliegende Abschnitte unterteilt, die sich gegeneinander öffnen, wobei sich der erste Abschnitt der Doppelklappe aus der rotierenden Scheibe in einem Winkel von maximal 20° zur geschlossenen Position heraus öffnet und der andere Abschnitt der Doppelklappe sich in die rotierende Scheibe in einem Winkel von mindestens 20° zur geschlossenen Position öffnet.That's from the pamphlet WO 2019/202493 A1 a rotating lifting and supporting disc for vertical take-off and landing as well as for the station flight as well as their flight and their use as known. This rotating lifting and supporting disc consists of a hollow body comprising a guiding housing and a flat base provided with at least two pairs of flaps, one pair of flaps consisting of a double flap on the guiding housing and a single flap on the base and where the flaps of a pair are arranged one above the other or diagonally or against one another, and the flaps are attached to the rotating disc along an edge of the flap on which they are tilted. The single flap opens into the disc and the double flap is divided into two opposite sections that open against each other, with the first section of the double flap opening out of the rotating disc at an angle of maximum 20° to the closed position and the other section of the Double flap opens into the rotating disc at an angle of at least 20° to the closed position.

Aus der Druckschrift DE 1 280 058 A ist zudem eine Ein- oder Austrittsöffnung für ein Strömungsmittel mit jalousieartigen Verschlussflügeln als bekannt zu entnehmen. Insbesondere wird dabei eine Ein- oder Austrittsöffnung für ein Strömungsmittel mit jalousieartigen Verschlussflügeln offenbart, welche um hinter beziehungsweise vor ihnen liegenden Achsen schwenkbar sind und auch zur Strömungsumlenkung dienen, wobei die Verschlussflügel eine Pfeilform haben, und zwar positive für den Eintritt und negative für den Austritt.From the pamphlet DE 1 280 058 A an inlet or outlet opening for a flow medium with shutter-like closure wings can also be seen as known. In particular, an inlet or outlet opening for a fluid with shutter-like closure wings is disclosed, which can be pivoted about axes located behind or in front of them and also serve to deflect the flow, the closure wings having an arrow shape, namely positive for the inlet and negative for the outlet .

Aus der Druckschrift CN 110 550 208 A ist zudem ein Flügelöffnungs- und -schließmechanimus als bekannt zu entnehmen, welcher auf einer vertikalen Start- und Landekraftvorrichtung mit Drehflügeln basiert. Der Mechanismus ist dabei oben an der vertikalen Start- und Landekraftvorrichtung installiert. Ein Lenkkopf wird angetrieben, um sich durch Drehung eines Lenkmotors zu drehen, und eine Verbindungsstange wird kombiniert, sodass alle Blätter so eingestellt sind, dass sie sich gleichzeitig mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen. Der Öffnungs- und Schließwinkel der Blätter wirkt sich direkt auf die Größe des Blattes und somit auf den Luftstrom zur Steuerung der Auftriebskraft der vertikalen Start- und Landevorrichtung aus. Der Öffnungs- und Schließmechanismus des Flügels hat den Vorteil, dass sie ein geringes Gesamtgewicht, einen geringen Energieverbrauch, eine einfache Struktur, eine hohe Zuverlässigkeit und dergleichen aufweist.From the pamphlet CN 110 550 208 A a wing opening and closing mechanism based on a rotary wing vertical takeoff and landing power device is also known. The mechanism is installed at the top of the vertical takeoff and landing power device. A steering head is driven to rotate by rotation of a steering motor and a connecting rod is combined so that all blades are set to move at the same speed at the same time. The opening and closing angle of the blades directly affects the size of the blade and thus the airflow to control the lift force of the vertical takeoff and landing device. The grand piano opening and closing mechanism has the advantages of light overall weight, low power consumption, simple structure, high reliability and the like.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Tragflügel-Verschlusssystem für Vertikalantriebe in EVTOL-Fahrzeugen bereitzustellen, welches während der Nutzung eine zuverlässige Betriebsweise von solchen EVTOL-Fahrzeugen in verschiedenen Betriebsmodi gewährleistet.The object of the invention is now to provide a wing closure system for vertical drives in EVTOL vehicles, which ensures reliable operation of such EVTOL vehicles in various operating modes during use.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Tragflügel-Verschlusssystem für Vertikalantriebe in EVTOL-Fahrzeugen bereitgestellt wird. Solch ein Tragflügel-Verschlusssystem umfasst dabei eine Vielzahl von Verschlusselementen und einen Verschlussverstellmechanismus, wobei der Verschlussverstellmechanismus ausgelegt ist, die Vielzahl von Verschlusselementen gleichzeitig von einer ersten geschlossenen Position in wenigstens eine zweite, geöffnete Position zu bewegen. Der Verschlussverstellmechanismus ist zudem ausgelegt, jedes Verschlusselement in Abhängigkeit einer Positionierung von wenigstens einem benachbarten Verschlusselement derart zu bewegen, dass in der ersten geschlossenen Position die Vielzahl von Verschlusselementen im Wesentlichen einer Geometrie eines dreidimensionalen Tragflächenprofils von einer Tragfläche mit Vertikalantrieb eines EVTOL-Fahrzeugs entsprechen, in welchem das Tragflügel-Verschlusssystem vorgesehen ist. Auf diese Weise ist es möglich ein Tragflügel-Verschlusssystem für Vertikalantriebe in EVTOL-Fahrzeugen bereitzustellen, welches während der Nutzung eine zuverlässige Betriebsweise von solchen EVTOL-Fahrzeugen in verschiedenen Betriebsmodi gewährleistet.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that a wing closure system for vertical drives in EVTOL vehicles is provided. Such an airfoil closure system comprises a plurality of closure elements and a closure adjustment mechanism, wherein the closure adjustment mechanism is designed to move the plurality of closure elements simultaneously from a first closed position to at least one second, open position. The shutter adjustment mechanism is also configured to move each closure member in response to a positioning of at least one adjacent closure member such that in the first closed position the plurality of closure members substantially conform to a geometry of a three-dimensional airfoil of a vertically powered wing of an EVTOL vehicle in which the wing -Closing system is provided. In this way it is possible to provide a wing closure system for vertical drives in EVTOL vehicles, which ensures reliable operation of such EVTOL vehicles in different operating modes during use.

Insbesondere ist es mittels des vorgestellten Tragflügel-Verschlusssystems möglich, in einem geschlossenen Zustand mittels des Verschlussverstellmechanismus die jeweiligen Verschlusselemente so zu positionieren, dass sie zusammen in der ersten geschlossenen Position im Wesentlichen einer Geometrie eines dreidimensionalen Tragflächenprofils von einer Tragfläche mit Vertikalantrieb eines EVTOL-Fahrzeugs entsprechen. Im Zusammenhang mit der besonders geformten Geometrie eines solchen dreidimensionalen Tragflächenprofils von einer Tragfläche ermöglicht der Verschlussverstellmechanismus hierzu eine individuelle Verstellung der einzelnen Verschlusselemente zueinander, sodass sich eine gewünschte Fläche, bestehend aus den einzelnen Verschlusselementen, welche diesen Bereich entsprechend verschließen, temporär einstellt. Die dreidimensionalen Tragflächenprofile sind dabei stets ungleich zu einer planen Fläche, da ansonsten die Funktion des Flugbetriebs nicht möglich ist. Der Verschlussverstellmechanismus ist insbesondere so beschaffen, dass jeweilige Verstellvorgänge von jeweiligen Verschlusselementen in Abhängigkeit einer Positionierung von wenigstens einem benachbarten Verschlusselement durchführbar sind. Hierfür umfasst der Verschlussverstellmechanismus beispielsweise für die Verstellung jedes Verschlusselementes entsprechend angepasste individuelle Komponenten, welche einen Verstellvorgang in Abhängigkeit einer Positionierung von wenigstens einem jeweils benachbarten Verschlusselement bewirkt, sodass die Vielzahl der Verschlusselemente in einem geschlossenen Zustand einer Geometrie eines dreidimensionalen Tragflächenprofils von einer Tragfläche mit Vertikalantrieb eines EVTOL-Fahrzeugs entsprechen, in welchem das Tragflügel-Verschlusssystem vorgesehen ist.In particular, it is possible by means of the presented wing closure system to position the respective closure elements in a closed state by means of the closure adjustment mechanism in such a way that together in the first closed position they essentially correspond to a geometry of a three-dimensional wing profile of a wing with vertical drive of an EVTOL vehicle . In connection with the specially shaped geometry of such a three-dimensional airfoil profile of an airfoil, the closure adjustment mechanism enables individual adjustment of the individual closure elements relative to one another, so that a desired surface consisting of the individual closure elements, which correspondingly close this area, is temporarily set. The three-dimensional airfoil profiles are always unequal to a flat surface, since otherwise the function of flight operations is not possible. The closure adjustment mechanism is in particular designed in such a way that respective adjustment processes of respective closure elements can be carried out depending on a positioning of at least one adjacent closure element. For this purpose, the closure adjustment mechanism comprises, for example, individual components that are appropriately adapted for the adjustment of each closure element, which bring about an adjustment process depending on the positioning of at least one adjacent closure element in each case, so that, in a closed state, the large number of closure elements have a geometry of a three-dimensional airfoil profile of an airfoil with a vertical drive EVTOL vehicle correspond, in which the wing closure system is provided.

Die jeweiligen Verschlusselemente sind dabei je nach Anwendungsfall entsprechend geformt, sodass sie zusammen in der geschlossenen Position der Geometrie des dreidimensionalen Tragflächenprofils von der Tragfläche, in welcher sie vorgesehen sind, entsprechen. Mit anderen Worten verschließen diese jeweiligen Verschlusselemente Öffnungsbereiche in den Tragflächen, in welchen die jeweiligen Vertikalantriebe vorgesehen sind, sodass sie zusammen eine Fläche bilden, welche im Wesentlichen einer Geometrie eines dreidimensionalen Tragflächenprofils von einer Tragfläche mit Vertikalantrieb eines EVTOL-Fahrzeugs entspricht, in welchem solch ein vorgestelltes System vorgesehen ist.The respective closure elements are shaped accordingly depending on the application, so that together in the closed position they correspond to the geometry of the three-dimensional airfoil profile of the airfoil in which they are provided. In other words, these respective closure elements close opening areas in the wings in which the respective vertical drives are provided, so that together they form an area which essentially corresponds to a geometry of a three-dimensional airfoil profile of a wing with vertical drive of an EVTOL vehicle in which such a presented system is provided.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein EVTOL-Fahrzeug bereitgestellt wird, welches zumindest ein Tragflügel-Verschlusssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst. Die zuvor genannten Vorteile gelten soweit übertragbar auch für das vorgestellte EVTOL-Fahrzeug.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that an EVTOL vehicle is provided which comprises at least one wing closure system according to one of claims 1 to 9. The advantages mentioned above also apply to the EVTOL vehicle presented, insofar as they can be transferred.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred configurations of the invention result from the remaining features mentioned in the dependent claims.

So ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Verschlusselemente im Wesentlichen in Form von jeweiligen Lamellenelementen vorgesehen sind. Solche Verschlusselemente, welche im Wesentlichen in Form von jeweiligen Lamellenelementen vorgesehen sind, ermöglichen somit nicht nur eine zuverlässige Betriebsweise von solchen EVTOL-Fahrzeugen während eines Betriebsmodus im vertikalen Flugbetrieb, sondern sind zudem besonders gut zueinander benachbart in eine geschlossene Position zu verstellen, sodass sich eine im Wesentlichen gleichmäßig geschlossene Fläche einstellt. Während eines Betriebsmodus im vertikalen Flugbetrieb sind derartige Verschlusselemente beispielsweise im Wesentlichen senkrecht aufstellbar, sodass ein sicherer Betrieb der jeweils unter dem Tragflügel-Verschlusssystem liegenden Vertikalantriebe gewährleistbar ist. Eine Vielzahl von derartigen in Form von jeweiligen Lamellenelementen vorgesehenen Verschlusselementen weisen in einer im Wesentlichen senkrechten Form einen geringen Luftwiderstand auf, sodass die angeströmte Luft möglichst ungehindert passieren kann. Zudem sind derartig geformte Verschlusselemente besonders stabil ausbildbar, da beispielsweise längliche Lamellenelemente in geeigneter Weise über eine Längsrichtung entsprechende zuverlässige Versteifungskomponenten oder mechanische Verstärkungskomponenten aufweisen können. Die Lamellenform begünstigt dabei die Verortung und Positionierung solcher Verstärkungen. Die einzelnen Verschlusselemente sind zudem auf diese Weise besonders einfach in einer jeweiligen individuellen Form bereitstellbar, sodass diese individuell geformten Verschlusselemente beziehungsweise Verschlusslamellen mittels des für diese Zwecke ausgebildeten Verschlussverstellmechanismus in gegenseitiger Abhängigkeit entsprechend in die offene und in die geschlossene Positionierung überführbar sind.Thus, in a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the closure elements are provided essentially in the form of respective lamellar elements. Such closure elements, which are provided essentially in the form of respective lamellar elements, not only enable reliable operation of such EVTOL vehicles during an operating mode in vertical flight operation, but are also particularly easy to adjust adjacent to one another in a closed position, so that a substantially evenly closed surface adjusts. During an operating mode in vertical flight operation, such closure elements can be set up substantially vertically, for example, so that safe operation of the vertical drives located below the wing closure system can be guaranteed. A large number of such closure elements provided in the form of respective lamellar elements have a low air resistance in a substantially vertical form, so that the air flowing against them can pass through as unhindered as possible. In addition, closure elements shaped in this way can be made particularly stable since, for example, elongate lamellar elements can have corresponding reliable stiffening components or mechanical reinforcement components in a suitable manner over a longitudinal direction. The shape of the lamellas favors the localization and positioning of such reinforcements. In this way, the individual closure elements can also be provided particularly easily in a respective individual form, so that these individually formed closure elements or closure lamellae can be correspondingly interdependent in the open and can be converted into the closed position.

Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Verschlussverstellmechanismus eine Vielzahl von sich jeweils in wenigstens einer Komponente unterscheidenden Gelenkvorrichtungen umfasst, wobei jedem Verschlusselement eine Gelenkvorrichtung zugeordnet ist und mit dieser gekoppelt ist. Jede Gelenkvorrichtung ist somit individuell ausgebildet, sodass es mittels des Verschlussstellmechanismus möglich ist, die jeweiligen Verschlusselemente in Abhängigkeit einer Positionierung von wenigstens einem benachbarten Verschlusselement derart zu bewegen, dass in der ersten geschlossenen Position die Vielzahl von Verschlusselementen im Wesentlichen einer Geometrie eines dreidimensionalen Tragflächenprofils von einer Tragfläche mit Vertikalantrieb eines EVTOL-Fahrzeugs entsprechen. Aufgrund der sich jeweils in wenigstens einer Komponente unterscheidenden Gelenkvorrichtungen ist es möglich, unterschiedliche Schwenkwinkel exakt zu realisieren, sodass die jeweiligen Verschlusselemente in der geschlossenen Position über eine gekrümmte Fläche des Tragflächenprofils von der Tragfläche mit Vertikalantrieb des EVTOL-Fahrzeugs nebeneinander anordenbar beziehungsweise verschwenkbar sind.In a further preferred embodiment of the invention, it is also provided that the closure adjustment mechanism comprises a multiplicity of articulation devices which each differ in at least one component, with each closure element being assigned an articulation device and being coupled to it. Each joint device is therefore individually designed so that it is possible by means of the closure adjustment mechanism to move the respective closure elements depending on a positioning of at least one adjacent closure element in such a way that in the first closed position the plurality of closure elements essentially have a geometry of a three-dimensional airfoil profile of a wing with vertical drive of an EVTOL vehicle. Due to the joint devices that differ in at least one component, it is possible to precisely implement different pivoting angles, so that the respective closure elements can be arranged or pivoted next to one another in the closed position over a curved surface of the wing profile of the wing with vertical drive of the EVTOL vehicle.

Diese jeweiligen Gelenkvorrichtungen ermöglichen somit, dass jedes Verschlusselement in Abhängigkeit einer Positionierung von wenigstens einem benachbarten Verschlusselement derart bewegbar beziehungsweise verstellbar ist, dass in der ersten geschlossenen Position die Vielzahl von Verschlusselementen im Wesentlichen einer Geometrie eines dreidimensionalen Tragflächenprofils von einer Tragfläche mit Vertikalantrieb eines EVTOL-Fahrzeugs entsprechen, in welchem das Tragflügel-Verschlusssystem vorgesehen ist.These respective articulation devices thus enable each closure element to be moved or adjusted depending on a positioning of at least one adjacent closure element in such a way that in the first closed position the plurality of closure elements essentially have a geometry of a three-dimensional airfoil profile of a vertical-drive airfoil of an EVTOL vehicle correspond in which the wing closure system is provided.

Mit anderen Worten ermöglichen die jeweiligen Gelenkvorrichtungen, dass unterschiedliche Schwenkwinkel der jeweiligen Verschlusselemente realisierbar sind, sodass in der ersten geschlossenen Position die Vielzahl von Verschlusselementen im Wesentlichen einer Geometrie eines dreidimensionalen Tragflächenprofils von einer Tragfläche entspricht.In other words, the respective joint devices allow different pivoting angles of the respective closure elements to be implemented, so that in the first closed position the plurality of closure elements essentially corresponds to a geometry of a three-dimensional airfoil profile of an airfoil.

Dies ist insbesondere deswegen vorteilhaft, da die Verschlusselemente selbst gekrümmt sind, um entsprechend die gekrümmte und in diesem Bereich zu verschließende Fläche in der geschlossenen Position zu verschließen.This is particularly advantageous because the closure elements themselves are curved in order to correspondingly close the curved surface to be closed in this area in the closed position.

Zudem ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass jeweilige Verschlusselemente mittels einer jeweiligen Antriebseinheit und den jeweiligen Gelenkvorrichtungen verstellbar sind oder wobei die jeweiligen Verschlusselemente über ein mit allen Gelenkvorrichtungen gekoppeltem Bewegungselement und mit einer mit dem Bewegungselement gekoppelten Antriebsvorrichtung verstellbar sind. Die jeweiligen Antriebseinheiten sind dabei entsprechend mit den jeweiligen Gelenkvorrichtungen gekoppelt, wobei sich mittels einer übergeordneten ebenfalls mit diesen Antriebseinheiten gekoppelten Steuer- und Recheneinheit dann die gewünschten Verstellvorgänge koordinieren lassen. Somit kann eine besonders gezielte Verstellung jedes einzelnen Verschlusselements gezielt bewirkt werden, sodass weitere Funktionen im Zusammenhang mit den Verstellvorgängen bereitstellbar sind. Beispielsweise kann somit ein gezielter Luftstrom der Vertikalantriebe für etwaige Enteisungsvorgänge von benachbarten Verschlusselementen bewirkt werden.In addition, a further preferred embodiment of the invention provides that respective closure elements can be adjusted by means of a respective drive unit and the respective joint devices, or the respective closure elements can be adjusted via a movement element coupled to all joint devices and with a drive device coupled to the movement element. The respective drive units are correspondingly coupled to the respective joint devices, with the desired adjustment processes then being able to be coordinated by means of a higher-level control and computing unit which is also coupled to these drive units. A particularly targeted adjustment of each individual closure element can thus be brought about in a targeted manner, so that further functions can be provided in connection with the adjustment processes. For example, a targeted air flow of the vertical drives for any de-icing processes of adjacent closure elements can thus be effected.

Beispielsweise können diese jeweiligen einzelnen Antriebseinheiten seitlich der Gelenkvorrichtungen vorgesehen werden, sodass sich ein geringerer Luftwiderstand für einen Betrieb eines unterhalb des Systems und in dem Tragflügel positionierten Vertikalantriebs realisieren lässt.For example, these respective individual drive units can be provided to the side of the joint devices, so that less air resistance can be achieved for operation of a vertical drive positioned below the system and in the wing.

Auch ist vorstellbar, dass mittels des Bewegungselements gezielt alle Gelenkvorrichtungen im Wesentlichen gleichzeitig bewegt werden können. Somit wird lediglich eine Antriebseinheit benötigt, sodass benötigter Bauraum und auch Kosten minimiert werden können.It is also conceivable that all joint devices can be moved essentially simultaneously by means of the movement element. Only one drive unit is therefore required, so that the space required and also the costs can be minimized.

Dabei kann die Antriebseinheit beispielsweise seitlich an solch einem Bewegungselement gekoppelt vorgesehen sein. Auch ist vorstellbar, dass die Antriebseinheit in einem inneren Volumen von dem Bewegungselement angeordnet wird, sodass die nötige Koppelung für die Verstellvorgänge bereitstellbar ist und gleichzeitig der benötigte Bauraum minimiert werden kann. Die Kopplung zwischen dem Bewegungselement und den jeweiligen Gelenkvorrichtungen kann beispielsweise mittels jeglicher mechanischer Konzepte realisiert werden. Auch jegliche mechatronische Konzepte sind für diese Zwecke einsetzbar.In this case, the drive unit can be provided, for example, coupled to the side of such a movement element. It is also conceivable that the drive unit is arranged in an inner volume of the movement element, so that the necessary coupling for the adjustment processes can be provided and at the same time the required installation space can be minimized. The coupling between the movement element and the respective articulation devices can be realized, for example, by means of any mechanical concept. Any mechatronic concepts can also be used for these purposes.

Ferner ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Bewegungselement im Wesentlich mittig zwischen den Verschlusselementen und einem unter den und von den Verschlusselementen zu bedeckenden Vertikalantrieb des EVTOL-Fahrzeugs positioniert ist oder wobei das Bewegungselement im Wesentlich seitlich von den Verschlusselementen positioniert ist. Ein im Wesentlichen mittig positioniertes Bewegungselement ermöglicht den Einsatz von leichteren Verschlusselementen, da diese somit eine geringere Eigenstabilität in Längsrichtung aufweisen müssen. Ein seitlich positioniertes Bewegungselement bietet den Vorteil, dass sich ein geringerer Luftwiderstand für den unterhalb des Bewegungselements positionierten Vertikalantrieb realisieren lässt.Furthermore, in a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the movement element is positioned essentially centrally between the closure elements and a vertical drive of the EVTOL vehicle to be covered under and by the closure elements, or the movement element is positioned essentially to the side of the closure elements. A moving element that is positioned essentially in the middle enables the use of lighter closure elements, since these therefore have to have less intrinsic stability in the longitudinal direction. A laterally positioned movement element offers the advantage that a lower air resistance can be realized for the vertical drive positioned below the movement element.

Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die jeweiligen Gelenkvorrichtungen mittels jeweiliger Zahnradelemente mit dem für diese Zwecke ausgelegtem Bewegungselement gekoppelt sind, wobei ein Radius von einem jeweiligen Zahnradelement sich wenigstens von einem Radius von einem benachbarten Zahnradelement unterscheidet.Another preferred embodiment of the invention also provides that the respective joint devices are coupled to the movement element designed for this purpose by means of respective gearwheel elements, with a radius of a respective gearwheel element differing at least from a radius of an adjacent gearwheel element.

Auf diese Weise unterscheidet sich ein Abstand von einem Drehpunkt von einem beispielsweise im Wesentlichen runden Zahnradelement zu einer Verbindungsbeziehungsweise Koppelstelle mit dem Bewegungselement, sodass sich die benachbarten Gelenkvorrichtungen sich jeweils in wenigstens dieser Komponenten unterscheiden, um somit eine individuelle Einstellung der Verschlusselemente zum Beispiel in der geschlossenen Position bereitzustellen. Je nach Krümmungsverlauf der zu erreichenden Fläche im geschlossenen Zustand lassen sich somit mittels der jeweiligen vorgesehenen Radien die jeweiligen Verschlusselemente mit den jeweiligen nötigen unterschiedlichen Schwenkwinkeln bewegen.In this way, a distance from a pivot point of a substantially round gear element, for example, to a connection or coupling point with the movement element differs, so that the adjacent joint devices each differ in at least these components, in order to allow individual adjustment of the closure elements, for example in the closed to provide position. Depending on the curvature of the surface to be reached in the closed state, the respective closure elements can thus be moved with the respective necessary different swivel angles by means of the respective provided radii.

Zudem ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die jeweiligen Gelenkvorrichtungen mittels jeweiliger Koppelstangenelemente mit dem für diese Zwecke ausgelegten Bewegungselement gekoppelt sind, wobei eine Länge von einem jeweiligen Koppelstangenelement sich wenigstens von einer Länge von einem benachbarten Koppelstangenelement unterscheidet.In addition, another preferred embodiment of the invention provides that the respective joint devices are coupled to the movement element designed for this purpose by means of respective coupling rod elements, with a length of a respective coupling rod element differing at least from a length of an adjacent coupling rod element.

Auf diese Weise unterscheidet sich eine Länge von einem beispielsweise im Wesentlichen zylindrischen Koppelstangenelement von einer Länge von wenigstens einem benachbarten Längenelement, sodass sich die benachbarten Gelenkvorrichtungen sich jeweils in wenigstens dieser Komponenten unterscheiden, um somit eine individuelle Einstellung der Verschlusselemente zum Beispiel in der geschlossenen Position bereitzustellen. Je nach Krümmungsverlauf der zu erreichenden Fläche im geschlossenen Zustand lassen sich somit mittels der jeweiligen vorgesehenen Längen die jeweiligen Verschlusselemente über die jeweiligen nötigen unterschiedlichen Schwenkwinkel bewegen.In this way, a length of, for example, a substantially cylindrical connecting rod element differs from a length of at least one adjacent length element, so that the adjacent joint devices each differ in at least these components, in order to thus provide individual adjustment of the closure elements, for example in the closed position . Depending on the curvature of the surface to be reached in the closed state, the respective closure elements can thus be moved over the respective necessary different pivoting angles by means of the respective provided lengths.

Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die jeweiligen Gelenkvorrichtungen mittels jeweiliger Zahnradelemente und mittels jeweiliger Koppelstangenelemente mit dem für diese Zwecke ausgelegtem Bewegungselement gekoppelt sind, wobei ein Radius von dem jeweiligen Zahnradelement sich wenigstens von einem Radius von einem benachbarten Zahnradelement unterscheidet und wobei eine Länge von einem jeweiligen Koppelstangenelement sich wenigstens von einer Länge von einem benachbarten Koppelstangenelement unterscheidet.It is also provided in a further preferred embodiment of the invention that the respective joint devices are coupled to the movement element designed for this purpose by means of respective gear wheel elements and by means of respective coupling rod elements, with a radius of the respective gear wheel element differing at least from a radius of an adjacent gear wheel element and wherein a length of a respective tie rod member differs at least from a length of an adjacent tie rod member.

Diese Hybridlösung bietet somit nicht nur die zuvor genannten Vorteile, sondern ermöglicht eine noch feinere Abstimmung von jeweiligen benachbarten Gelenkvorrichtungen und somit der damit gekoppelten Verschlusselemente.This hybrid solution therefore not only offers the advantages mentioned above, but also enables an even finer tuning of the respective adjacent joint devices and thus of the closure elements coupled thereto.

Schlussendlich ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass eine jeweilige Gelenkvorrichtung zumindest ein Drehgelenkelement umfasst. Die Verwendung von Drehgelenken bietet eine größere funktionale Sicherheit gegenüber Verschmutzungen von außen und gleichermaßen vor einer eventuell auftretenden Vereisung im Betriebszustand.Finally, in a further preferred embodiment of the invention, it is provided that a respective joint device comprises at least one swivel joint element. The use of swivel joints offers greater functional security against contamination from the outside and also against any icing that may occur during operation.

Angewendet werden kann die vorgestellte Erfindung in jeglichen EVTOL-Fahrzeugen, wobei Größe und Dimensionierung sowie Ausgestaltung der einzelnen Komponenten je nach vorgesehenem Einsatz individuell anpassbar sind.The invention presented can be used in any EVTOL vehicle, with the size and dimensioning as well as the design of the individual components being individually adaptable depending on the intended use.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.Unless stated otherwise in the individual case, the various embodiments of the invention mentioned in this application can advantageously be combined with one another.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung von einem Tragflügel-Verschlusssystem für Vertikalantriebe in EVTOL-Fahrzeugen in zwei Positionen;
2 eine schematische Draufsicht auf verschiedene Varianten eines Tragflügel-Verschlusssystems für Vertikalantriebe in EVTOL-Fahrzeugen in einer jeweils geschlossenen Position;
3 eine schematische Schnittansicht von einem weiteren Tragflügel-Verschlusssystem für Vertikalantriebe in EVTOL-Fahrzeugen;
4 eine schematische Darstellung von verschiedenen Gelenkvorrichtungen für ein Tragflügel-Verschlusssystem für Vertikalantriebe in EVTOL-Fahrzeugen in zwei Positionen;
5 eine schematische Darstellung von einem EVTOL-Fahrzeug.

The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the associated drawings. Show it:

1 a schematic representation of a wing closure system for vertical drives in EVTOL vehicles in two positions;
2 a schematic plan view of different variants of a wing closure system for vertical drives in EVTOL vehicles in a closed position;
3 a schematic sectional view of another wing closure system for vertical drives in EVTOL vehicles;
4 a schematic representation of different joint devices for a wing closure system for vertical drives in EVTOL vehicles in two positions;
5 a schematic representation of an EVTOL vehicle.

1 zeigt eine schematische Darstellung von einem Tragflügel-Verschlusssystem 10 für Vertikalantriebe in EVTOL-Fahrzeugen in zwei Positionen. Bezogen auf die Bildebene ist in der linken Darstellung das Tragflügel-Verschlusssystem 10 in einer ersten geschlossenen Position dargestellt. Bezogen auf die Bildebene ist in der rechten Darstellung das Tragflügel-Verschlusssystem 10 in einer weiteren geöffneten Position dargestellt. Es ist vorstellbar, dass das dargestellte Tragflügel-Verschlusssystem 10 darüber hinaus in jeglicher Position zwischen der geschlossenen Position und der geöffneten Position verstellbar ist. Das Tragflügel-Verschlusssystem 10 ist dabei in einer Tragfläche 12 von einem nicht näher dargestellten EVTOL-Fahrzeug angeordnet. In der Tragfläche 12 kann ein nicht näher dargestellter Vertikalantrieb vorgesehen sein. Das Tragflügel-Verschlusssystem 10 ist dabei mit einer Vielzahl von Verschlusselementen 14 dargestellt. Insgesamt sind zehn Verschlusselemente 14 dargestellt, welche sich jeweils in ihrer Form und Geometrie voneinander unterscheiden, sodass sie im geschlossenen Zustand des Tragflügel-Verschlusssystems 10 im Wesentlichen einer Geometrie eines dreidimensionalen Tragflächenprofils von der Tragfläche 12 mit Vertikalantrieb entsprechen. 1 shows a schematic representation of a wing closure system 10 for vertical drives in EVTOL vehicles in two positions to. Relative to the image plane, the left-hand illustration shows the wing closure system 10 in a first closed position. Relative to the image plane, the right-hand representation shows the wing closure system 10 in a further open position. It is envisioned that the illustrated airfoil closure system 10 is also adjustable to any position between the closed position and the open position. The wing closure system 10 is arranged in a wing 12 of an EVTOL vehicle, not shown in detail. A vertical drive, not shown in detail, can be provided in the support surface 12 . The wing closure system 10 is shown with a large number of closure elements 14 . A total of ten closure elements 14 are shown, each of which differs from one another in terms of their shape and geometry, so that when the wing closure system 10 is in the closed state, they essentially correspond to a geometry of a three-dimensional airfoil profile of the wing 12 with a vertical drive.

Jegliche andere Anzahl von Verschlusselementen 14 ist vorstellbar, wobei solch eine Anzahl beispielsweise ausgewählt ist, aus einem Bereich zwischen drei und zwanzig. Auch ist es vorstellbar, dass mehr als zwanzig Verschlusselemente 14 vorgesehen sind. Die Anzahl der Verschlusselemente 14 ist dabei beispielsweise in Abhängigkeit einer Größe und Formgebung der zu verschließenden Fläche auszuwählen und festzulegen.Any other number of closure elements 14 is conceivable, such a number being selected, for example, from a range between three and twenty. It is also conceivable that more than twenty closure elements 14 are provided. The number of closure elements 14 is to be selected and determined, for example, depending on the size and shape of the area to be closed.

Ein dargestellter Öffnungsbereich 16 in der Tragfläche 12 ist im Wesentlichen oval vorgesehen, sodass eine jeweilige Formgebung der jeweiligen Verschlusselemente 14 entsprechend an eine Form von diesem Öffnungsbereich 16 angepasst ist. Je nachdem, welche Form der zu verschließende Öffnungsbereich 16 aufweist, sind die Verschlusselemente 14 entsprechend anzupassen, sodass sie zusammen in der ersten geschlossenen Position eine geschlossene Fläche ergeben, welche dabei im Wesentlichen der Geometrie des dreidimensionalen Tragflächenprofils von der Tragfläche 12 mit Vertikalantrieb eines nicht näher dargestellten EVTOL-Fahrzeugs entsprechen, in welchem das Tragflügel-Verschlusssystem 10 vorgesehen ist.A shown opening area 16 in the wing 12 is essentially oval, so that a respective shape of the respective closure elements 14 is correspondingly adapted to a shape of this opening area 16 . Depending on the shape of the opening area 16 to be closed, the closure elements 14 must be adjusted accordingly so that in the first closed position they together result in a closed area which is essentially the geometry of the three-dimensional airfoil profile of the airfoil 12 with a vertical drive illustrated EVTOL vehicle, in which the wing closure system 10 is provided.

In der rechten Darstellung des Tragflügel-Verschlusssystems 10 ist der Blick frei auf einen Verschlussverstellmechanismus 18. Dieser Verschlussverstellmechanismus 18 ist dabei ausgelegt, die Vielzahl von Verschlusselementen 14 gleichzeitig von der ersten geschlossenen Position in die zweite, geöffnete Position zu bewegen. Der Verschlussverstellmechanismus 18 ist zudem ausgelegt, jedes Verschlusselement 14 in Abhängigkeit einer Positionierung von wenigstens einem benachbarten Verschlusselement 14 derart zu bewegen, dass in der ersten geschlossenen Position die Vielzahl von Verschlusselementen 14 im Wesentlichen einer Geometrie eines dreidimensionalen Tragflächenprofils von einer Tragfläche 12 mit Vertikalantrieb eines nicht näher dargestellten EVTOL-Fahrzeugs entsprechen, in welchem das Tragflügel-Verschlusssystem 10 vorgesehen ist.The view on the right of the wing closure system 10 shows a closure adjustment mechanism 18. This closure adjustment mechanism 18 is designed to move the plurality of closure elements 14 simultaneously from the first closed position to the second, open position. The closure adjustment mechanism 18 is also designed to move each closure element 14 depending on a positioning of at least one adjacent closure element 14 such that in the first closed position the plurality of closure elements 14 substantially correspond to a geometry of a three-dimensional airfoil profile of an airfoil 12 with a vertical drive of a non correspond to the EVTOL vehicle shown in more detail, in which the wing closure system 10 is provided.

Die jeweiligen Verschlusselemente 14 sind dabei in diesem Ausführungsbeispiel in Form von Lamellenelementen vorgesehen, wobei diese Lamellenelemente eine im Wesentlichen rechteckige längliche Form aufweisen, wobei eine jeweilige Form von jeweiligen kurzen Endlängen einer Außenkontur dieser Elemente gemäß einer Form und Geometrie des Öffnungsbereichs 16 vorgesehen sind, sodass sie in der ersten geschlossenen Position sich im Wesentlichen nahtlos in diese einfügen lassen.The respective closure elements 14 are provided in this exemplary embodiment in the form of lamellar elements, these lamellar elements having a substantially rectangular, elongated shape, with a respective shape of respective short end lengths of an outer contour of these elements being provided according to a shape and geometry of the opening area 16, so that in the first closed position they can be inserted essentially seamlessly into this.

An jedem Verschlusselement 14 ist zudem eine jeweilige Gelenkvorrichtung 20 dargestellt. Jedem Verschlusselement 14 ist somit eine Gelenkvorrichtung 20 zugeordnet, wobei jedes Verschlusselement 14 auch mit dieser gekoppelt ist.A respective joint device 20 is also shown on each closure element 14 . A joint device 20 is thus assigned to each closure element 14, with each closure element 14 also being coupled thereto.

Die jeweiligen Gelenkvorrichtungen 20 sind dabei mit einem dargestellten Bewegungselement 22 gekoppelt, sodass die jeweiligen Verschlusselemente 14 über alle Gelenkvorrichtungen 20 mittels des gekoppelten Bewegungselements 22 und mit einer nicht näher dargestellten mit dem Bewegungselement 22 gekoppelten Antriebsvorrichtung verstellbar sind.The respective joint devices 20 are coupled to a movement element 22 shown, so that the respective closure elements 14 can be adjusted via all joint devices 20 by means of the coupled movement element 22 and with a drive device coupled to the movement element 22 (not shown).

Das im Wesentlichen mittig von den Verschlusselementen 14 und zwischen diesen und einem nicht näher dargestellten Vertikalantrieb angeordnete Bewegungselement 22 ist beispielsweise bezogen auf die Bildebene von links nach rechts reversibel bewegbar, sodass die jeweiligen Verschlusselemente 14 entsprechend von einer ersten geschlossenen Position in eine zweite, geöffnete Position überführbar sind, wobei jedes Verschlusselement 14 in Abhängigkeit einer Positionierung von wenigstens einem benachbarten Verschlusselement 14 derart bewegbar ist, dass in der ersten geschlossenen Position die Vielzahl von Verschlusselementen 14 im Wesentlichen einer Geometrie des dreidimensionalen Tragflächenprofils von der Tragfläche 12 mit Vertikalantrieb eines nicht näher dargestellten EVTOL-Fahrzeugs entsprechen, in welchem das Tragflügel-Verschlusssystem 10 vorgesehen ist.The movement element 22, which is arranged essentially in the middle of the closure elements 14 and between them and a vertical drive (not shown in detail), can be moved reversibly from left to right, for example, in relation to the plane of the image, so that the respective closure elements 14 correspondingly move from a first closed position to a second, open position are movable, each closure element 14 depending on the positioning of at least one adjacent closure element 14 being movable in such a way that in the first closed position the plurality of closure elements 14 essentially have a geometry of the three-dimensional airfoil profile of the airfoil 12 with a vertical drive of an EVTOL, not shown in detail -Vehicle correspond in which the wing closure system 10 is provided.

2 zeigt eine schematische Draufsicht auf verschiedene Varianten eines Tragflügel-Verschlusssystems 10 für Vertikalantriebe in EVTOL-Fahrzeugen in einer jeweils geschlossenen Position. Es gelten die gleichen Bezugszeichen wie in der zuvor erläuterten 1, sodass diese entsprechend hier nicht erneut eingeführt werden. 2 shows a schematic plan view of different variants of a wing closure system 10 for vertical drives in EVTOL vehicles in a respective closed position. The same reference symbols apply as in FIG previously explained 1 , so that they are not reintroduced here accordingly.

Bezogen auf die Bildebene ist links in einer möglichen Variante dargestellt, inwiefern ein Bewegungselement 22 mit jeweiligen Verschlusselementen 14 gekoppelt ist, wobei das Bewegungselement 22 dabei mittels einer gekoppelten Antriebseinheit 24 angetrieben wird. Das Bewegungselement 22 ist dabei im Wesentlichen mittig von den Verschlusselementen 14 angeordnet dargestellt. Die jeweiligen Verschlusselemente 14 sind dabei hinsichtlich ihrer Form und Geometrie so ausgeformt, dass sie zusammengenommen in dieser ersten geschlossenen Position einen Öffnungsbereich 16 von einer nicht näher dargestellten Tragfläche bedecken.In relation to the image plane, a possible variant is shown on the left to what extent a movement element 22 is coupled to the respective closure elements 14 , the movement element 22 being driven by means of a coupled drive unit 24 . The movement element 22 is shown arranged essentially in the middle of the closure elements 14 . The respective closure elements 14 are shaped in terms of their shape and geometry in such a way that, taken together, in this first closed position they cover an opening region 16 of a wing that is not shown in detail.

In einer in der Mitte dargestellten Variante werden die jeweiligen Verschlusselemente 14 jeweils von jeweiligen einzelnen Antriebseinheiten 24 angetrieben. Dies hat den Vorteil, dass die jeweiligen Verschlusselemente 14 dabei seitlich über nicht näher gezeigte Gelenkvorrichtungen 20, welche mit den jeweiligen einzelnen Antriebseinheiten 24 verbunden sind, bewegbar sind, sodass in dieser Variante keine weiteren Komponenten einen Lüftungsströmungsweg in dem zu verschließenden Bereich blockieren können. In dieser Variante sind die einzelnen Verschlusselemente 14 entsprechend in nicht näher dargestellter Weise zu verstärken, um in Längsrichtung eine ausreichende hohe Festigkeit aufzuweisen, sodass diese Verschlusselemente 14 in jeglichem Betriebsmodus des nicht näher dargestellten EVTOL-Fahrzeugs einen zuverlässigen und effizienten Betrieb gewährleisten. Die jeweiligen Verschlusselemente 14 sind dabei hinsichtlich ihrer Form und Geometrie so ausgeformt, dass sie zusammengenommen in dieser ersten geschlossenen Position einen Öffnungsbereich 16 von einer nicht näher dargestellten Tragfläche bedecken.In a variant shown in the middle, the respective closure elements 14 are each driven by respective individual drive units 24 . This has the advantage that the respective closure elements 14 can be moved laterally via joint devices 20 (not shown in detail) which are connected to the respective individual drive units 24, so that in this variant no further components can block a ventilation flow path in the area to be closed. In this variant, the individual closure elements 14 are to be reinforced accordingly in a manner not shown in detail in order to have sufficient high strength in the longitudinal direction so that these closure elements 14 ensure reliable and efficient operation in any operating mode of the EVTOL vehicle not shown in detail. The respective closure elements 14 are shaped in terms of their shape and geometry in such a way that, taken together, in this first closed position they cover an opening region 16 of a wing that is not shown in detail.

Bezogen auf die Bildebene ist rechts in einer möglichen Variante dargestellt, inwiefern ein Bewegungselement 22 mit jeweiligen Verschlusselementen 14 gekoppelt ist, wobei das Bewegungselement 22 dabei mittels einer gekoppelten Antriebseinheit 24 angetrieben wird. In relation to the image plane, a possible variant is shown on the right to what extent a movement element 22 is coupled to the respective closure elements 14 , with the movement element 22 being driven by means of a coupled drive unit 24 .

Das Bewegungselement 22 ist dabei im Wesentlichen rechts von den Verschlusselementen 14 angeordnet dargestellt, wobei die jeweiligen mit diesem Bewegungselement 22 gekoppelten Verschlusselemente 14 dabei über einen zu bedeckenden Öffnungsbereich 16 von einer nicht näher dargestellten Tragfläche hinausragen.The movement element 22 is shown arranged essentially to the right of the closure elements 14, with the respective closure elements 14 coupled to this movement element 22 protruding beyond an opening area 16 to be covered from a supporting surface, not shown in detail.

3 zeigt eine schematische Schnittansicht von einem weiteren Tragflügel-Verschlusssystem 10 für Vertikalantriebe in EVTOL-Fahrzeugen. Es gelten die gleichen Bezugszeichen wie in den zuvor erläuterten Figuren, sodass diese entsprechend hier nicht erneut eingeführt werden. 3 shows a schematic sectional view of another wing closure system 10 for vertical drives in EVTOL vehicles. The same reference symbols apply as in the previously explained figures, so that they are not reintroduced here accordingly.

Eine Vielzahl von Verschlusselementen 14 ist dabei mit jeweiligen Gelenkvorrichtungen 20 gekoppelt, wobei diese Gelenkvorrichtungen 20 dabei mittels einem entsprechend gekoppelten Bewegungselement 22 bewegbar sind.A large number of closure elements 14 are coupled to respective joint devices 20 , these joint devices 20 being movable by means of a correspondingly coupled movement element 22 .

Dieses Bewegungselement 22 und die jeweiligen Gelenkvorrichtungen 20 sind dabei insgesamt zu einem Verschlussverstellmechanismus 18 zugehörig, wobei dieser Verschlussverstellmechanismus 18 ausgelegt ist, die Vielzahl von Verschlusselementen 14 gleichzeitig von einer ersten geschlossenen Position in wenigstens eine zweite, geöffnete Position zu bewegen, wobei der Verschlussverstellmechanismus 18 zudem ausgelegt ist, jedes Verschlusselement 14 in Abhängigkeit einer Positionierung von wenigstens einem benachbarten Verschlusselement 14 derart zu bewegen, dass in der ersten geschlossenen Position die Vielzahl von Verschlusselementen 14 im Wesentlichen einer Geometrie eines dreidimensionalen Tragflächenprofils von einer Tragfläche 12 mit Vertikalantrieb eines nicht näher dargestellten EVTOL-Fahrzeugs entsprechen, in welchem das Tragflügel-Verschlusssystem 10 vorgesehen ist.This movement element 22 and the respective joint devices 20 are associated overall with a closure adjustment mechanism 18, with this closure adjustment mechanism 18 being designed to move the plurality of closure elements 14 simultaneously from a first closed position into at least one second, open position, with the closure adjustment mechanism 18 also is designed to move each closure element 14 as a function of a positioning of at least one adjacent closure element 14 such that in the first closed position the plurality of closure elements 14 essentially have a geometry of a three-dimensional airfoil profile of an airfoil 12 with a vertical drive of an EVTOL Correspond vehicle in which the wing closure system 10 is provided.

Die jeweiligen Gelenkvorrichtungen 20 sind dabei jeweils mit zwei Drehgelenken 26 dargestellt. Zudem weisen die jeweiligen Gelenkvorrichtungen 20 wenigstens ein Koppelstangenelement 28 in einer jeweiligen individuellen Länge auf, sodass eine Länge von dem jeweiligen Koppelstangenelement 28 sich von einer Länge von wenigstens einem benachbarten Koppelstangenelement 28 unterscheidet.The respective joint devices 20 are each shown with two swivel joints 26 . In addition, the respective joint devices 20 have at least one coupling rod element 28 in a respective individual length, so that a length of the respective coupling rod element 28 differs from a length of at least one adjacent coupling rod element 28 .

Auf diese Weise umfasst der Verschlussverstellmechanismus 18 eine Vielzahl von sich jeweils in wenigstens einer Komponente unterscheidenden Gelenkvorrichtungen 20, wobei jedem Verschlusselement 14 eine individuelle Gelenkvorrichtung 20 zugeordnet ist und mit dieser gekoppelt ist, sodass somit jedes Verschlusselement 14 in Abhängigkeit einer Positionierung von wenigstens einem benachbarten Verschlusselement 14 bewegbar ist, sodass in der ersten geschlossenen Position die Vielzahl von Verschlusselementen 14 im Wesentlichen einer Geometrie eines dreidimensionalen Tragflächenprofils von einer Tragfläche 12 mit Vertikalantrieb eines nicht näher dargestellten EVTOL-Fahrzeugs entsprechen, in welchem das Tragflügel-Verschlusssystem 10 vorgesehen ist.In this way, the closure adjustment mechanism 18 comprises a multiplicity of articulation devices 20, each of which differs in at least one component, with each closure element 14 being assigned an individual articulation device 20 and coupled to it, so that each closure element 14 is dependent on a positioning of at least one adjacent closure element 14 is movable, so that in the first closed position the plurality of closure elements 14 essentially correspond to a geometry of a three-dimensional airfoil profile of a wing 12 with a vertical drive of an EVTOL vehicle, not shown in detail, in which the wing closure system 10 is provided.

In einem ersten Bereich 30 ist dabei ausreichend Platz beziehungsweise Bauraum für diese zuvor genannten Komponenten des Verschlussverstellmechanismus 18 vorgesehen. Darunter ist in einem zweiten Bereich 32 ausreichend Platz beziehungsweise Bauraum für einen nicht näher dargestellten Vertikalantrieb vorgesehen. Solch ein Vertikalantrieb kann beispielsweise einen oder mehrere Propeller 48 umfassen und elektrisch mittels eines nicht näher dargestellten Elektroantriebs betrieben werden.In a first area 30 there is sufficient space or construction space for these aforementioned components of the closure adjustment mechanism 18 . Below is in a second area 32 provides sufficient space or installation space for a vertical drive, not shown in detail. Such a vertical drive can, for example, comprise one or more propellers 48 and be operated electrically by means of an electric drive, not shown in detail.

4 zeigt eine schematische Darstellung von verschiedenen Gelenkvorrichtungen 20 für ein Tragflügel-Verschlusssystem 10 für Vertikalantriebe in EVTOL-Fahrzeugen in zwei Positionen. Es gelten die gleichen Bezugszeichen wie in den zuvor erläuterten Figuren, sodass diese entsprechend hier nicht erneut eingeführt werden. 4 shows a schematic representation of different joint devices 20 for a wing closure system 10 for vertical drives in EVTOL vehicles in two positions. The same reference symbols apply as in the previously explained figures, so that they are not reintroduced here accordingly.

Dabei ist eine Kontur von einem jeweiligen Verschlusselement 14 in einer ersten geschlossenen Position mittels einer durchgezogenen Linie dargestellt und eine jeweilige zweite, geöffnete Position ist dabei jeweils mittels einer gestrichelten Linie dargestellt.A contour of a respective closure element 14 is shown in a first closed position by means of a solid line and a respective second, open position is shown in each case by means of a dashed line.

In einer ersten Variante (oben links bezogen auf die Bildebene) ist dabei eine Kopplung zu einem dargestellten Bewegungselement 22 mittels eines Zahnradelements 34 dargestellt. Ein Radius 36 von diesem Zahnradelement 34 legt dabei fest, inwiefern ein zu erreichender Schwenkwinkel von dem Verschlusselement 14 zu erreichen ist. Mit anderen Worten ist es mittels jeweiliger verschiedener Radien dieser Zahnradelemente 34 somit erreichbar, jeweils individuelle Schwenkwinkel bei einer Vielzahl von Verschlusselementen 14 zu erreichen, um die oben vorgestellte Funktionsweise bereitzustellen. Die jeweils dargestellten Bewegungselemente 22, welche beispielsweise in Form eines im Wesentlichen zylindrischen Stangenkörpers oder eines im Wesentlichen zylindrischen Schubkörpers beziehungsweise Schubstangenelements, welcher auch als Schieber bezeichnet werden kann, vorgesehen sind, weisen dabei in den jeweiligen Varianten Schubgelenke 38 auf, mittels welcher diese Bewegungselemente 22 mit jeweiligen nicht näher dargestellten Antriebseinheiten bezogen auf die Bildebene nach links und rechts bewegbar sind. Bewegungspfeile 40 verdeutlichen dabei jeweilige Bewegungsrichtungen von diesen Bewegungselementen 22.In a first variant (above left in relation to the image plane), a coupling to a movement element 22 shown is shown by means of a gear wheel element 34 . A radius 36 of this gear wheel element 34 determines the extent to which a swivel angle to be achieved by the closure element 14 is to be achieved. In other words, by means of respective different radii of these gear wheel elements 34, it is thus possible to achieve individual swivel angles for a large number of closure elements 14 in order to provide the functionality presented above. The movement elements 22 shown in each case, which are provided, for example, in the form of a substantially cylindrical rod body or a substantially cylindrical push body or push rod element, which can also be referred to as a slide, have sliding joints 38 in the respective variants, by means of which these movement elements 22 can be moved to the left and right in relation to the plane of the image with respective drive units that are not shown in detail. Movement arrows 40 illustrate the respective directions of movement of these movement elements 22.

In der ersten Variante (oben links bezogen auf die Bildebene) sind dabei Verschwenkwinkel des Verschlusselements größer 90° realisierbar. Beispielsweise können diese Verschwenkwinkel in einem Intervall von 74° bis 103° vorgesehen sein. Auch ist vorstellbar, dass es sich dabei um einen Intervall von 15° bis 204° handelt oder um einen Intervall von 50° bis 150° handelt.In the first variant (above left in relation to the image plane), pivoting angles of the closure element greater than 90° can be realized. For example, these pivoting angles can be provided in an interval of 74° to 103°. It is also conceivable that this is an interval from 15° to 204° or an interval from 50° to 150°.

In einer weiteren Variante, welche daneben dargestellt ist, sind im Gegensatz dazu nur Verschwenkwinkel bis 90° realisierbar. In dieser Variante ist zudem ein Schneckengetriebe 39 dargestellt, welches funktional an dem Bewegungselement 22 angeordnet ist. Zudem ist dieses Schneckengetriebe 39 derart angeordnet vorgesehen, dass sich eine funktionale Verbindung mit dem Zahnradelement 34 einstellt. Auf diese Weise lässt sich der oben bereits beschriebene Bewegungsablauf besonders gezielt durchführen.In a further variant, which is shown next to it, in contrast to this, only pivoting angles of up to 90° can be realized. In this variant, a worm gear 39 is also shown, which is functionally arranged on the moving element 22 . In addition, this worm gear 39 is arranged in such a way that a functional connection with the gearwheel element 34 is established. In this way, the sequence of movements already described above can be carried out in a particularly targeted manner.

In einer dritten Variante, welche bezogen auf die Bildebene in der ersten Reihe an dritter Position dargestellt ist, weist die dort dargestellte Gelenkvorrichtung 20 lediglich ein Koppelstangenelement 28 auf, welches mit dem Bewegungselement 22 verbunden ist. Eine dargestellte Länge des Koppelstangenelements 28 ist dabei je nach positionierter Gelenkvorrichtung 20 variierbar, sodass ein damit ausgestatteter Verschlussverstellmechanismus 18 eine Vielzahl von sich jeweils in wenigstens einer Komponente unterscheidenden Gelenkvorrichtungen 20 umfasst, wobei jedem Verschlusselement 14 eine Gelenkvorrichtung 20 zugeordnet ist und mit dieser gekoppelt ist.In a third variant, which is shown in the third position in relation to the plane of the image in the first row, the joint device 20 shown there has only one coupling rod element 28 which is connected to the movement element 22 . A length of the coupling rod element 28 shown can be varied depending on the joint device 20 positioned, so that a closure adjustment mechanism 18 equipped therewith comprises a multiplicity of joint devices 20, each of which differs in at least one component, with each closure element 14 being assigned a joint device 20 and being coupled to it.

In einer weiteren Variante, welche bezogen auf die Bildebene in der oberen Reihe, also der ersten Reihe, ganz rechts dargestellt ist, sind sowohl ein Zahnradelement 34 als auch jeweilige Koppelstangenelemente 28 vorgesehen. Die Koppelstangenelemente 28 können dabei, genau wie jegliche anderen abgebildeten Komponenten, mittels jeglicher Verbindungsmittel miteinander gekoppelt werden. Beispielsweise können diese Verbindungsmittel Schraubelemente oder dergleichen umfassen. Jegliche Komponenten des vorgestellten Systems 10 können aus jeglichem Material oder Materialmix bereitgestellt werden.In a further variant, which is shown on the far right in relation to the image plane in the upper row, ie the first row, both a gear wheel element 34 and respective coupling rod elements 28 are provided. The coupling rod elements 28, just like any other components shown, can be coupled to one another by means of any connecting means. For example, these connecting means can include screw elements or the like. Any components of the presented system 10 can be provided from any material or mixture of materials.

Über jeweilige Anpassungen von diesen Komponenten lassen sich die oben erläuterten Funktionen bereitstellen, sodass in der ersten geschlossenen Position die Vielzahl von Verschlusselementen 14 im Wesentlichen einer Geometrie eines dreidimensionalen Tragflächenprofils von einer nicht näher dargestellten Tragfläche mit Vertikalantrieb eines nicht näher dargestellten EVTOL-Fahrzeugs entsprechen, in welchem das Tragflügel-Verschlusssystem 10 vorgesehen ist.The functions explained above can be provided via respective adaptations of these components, so that in the first closed position the plurality of closure elements 14 essentially correspond to a geometry of a three-dimensional wing profile of a wing with a vertical drive of an EVTOL vehicle, not shown in detail, in which the wing closure system 10 is provided.

5 zeigt eine schematische Darstellung von einem EVTOL-Fahrzeug 42. An einer Fahrgastkabine 44 sind insgesamt vier Tragflächen 12 angeordnet, wobei in jeder Tragfläche 12 ein jeweiliger Vertikalantrieb 46 angeordnet ist, wobei jeder Vertikalantrieb 46 vier Propeller 48 umfasst. Es ist vorstellbar, dass die Anzahl der Propeller 48 in einer nicht näher dargestellten Variante beispielsweise zumindest zwei beträgt. Auch jegliche andere Varianten von Strömungsantrieben sind vorstellbar. Die jeweiligen Vertikalantriebe 46 sind dabei in jeweilige dafür vorgesehene Öffnungsbereiche 16 der jeweiligen Tragflächen 12 angeordnet. Diese Öffnungsbereiche 16 in den Tragflächen 12 sind entsprechend mittels jeweiliger Tragflügel-Verschlusssysteme 10 in einer ersten Position zu verschließen, insbesondere während eines im Wesentlichen Horizontalflugmodus des EVTOL-Fahrzeugs 42. Lediglich in dem hinten links vorgesehenen Öffnungsbereich 16 ist in dieser 5 beispielhaft ein Tragflügel-Verschlusssystem 10 in solch einer ersten geschlossenen Position dargestellt. Die jeweiligen anderen Öffnungsbereiche 16 sind in dieser 5 ohne jeweilige Tragflügel-Verschlusssystem 10 dargestellt. Es ist jedoch vorstellbar, dass auch in diesen anderen Öffnungsbereichen entsprechend jeweils ein solches Tragflügel-Verschlusssystem 10 vorgesehen ist. In jeweils geöffneter Position würden diese nicht näher dargestellten Tragflügel-Verschlusssysteme 10 im Wesentlichen senkrecht aufgestellte Verschlusselemente 14 aufweisen, welche bezogen auf eine Ausrichtungsebene der Tragflächen 12 nach oben ragen. Insbesondere sind dann diese aufgestellten Verschlusselemente 14 um 90° bezogen auf eine Ausrichtungsebene der Tragflächen 12 nach oben verschwenkt. 5 shows a schematic representation of an EVTOL vehicle 42. A total of four wings 12 are arranged on a passenger cabin 44, with a respective vertical drive 46 being arranged in each wing 12, with each vertical drive 46 comprising four propellers 48. It is conceivable that the number of propellers 48 is at least two, for example, in a variant that is not shown in detail. Any other variants of flow drives are also conceivable. The respective vertical drives 46 are arranged in the respective opening regions 16 of the respective wings 12 provided for this purpose. These opening areas 16 in the wings 12 are to be closed accordingly by means of respective wing closure systems 10 in a first position, in particular during a substantially level flight mode of the EVTOL vehicle 42. This is only in the opening area 16 provided at the rear left 5 an example of a wing closure system 10 shown in such a first closed position. The respective other opening areas 16 are in this one 5 shown without respective wing closure system 10. However, it is conceivable that such a hydrofoil closure system 10 is also provided in each of these other opening areas. In the open position, these wing closure systems 10 (not shown in more detail) would have closure elements 14 positioned essentially vertically, which project upwards relative to an alignment plane of the wing surfaces 12 . In particular, these raised closure elements 14 are then pivoted upwards by 90° relative to an alignment plane of the wings 12 .

BezugszeichenlisteReference List

1010: Tragflügel-VerschlusssystemWing Locking System
1212: Tragflächewing
1414: Verschlusselementclosure element
1616: Öffnungsbereichopening area
1818: Verschlussverstellmechanismusshutter adjustment mechanism
2020: Gelenkvorrichtungjoint device
2222: Bewegungselementmovement element
2424: Antriebseinheitdrive unit
2626: Drehgelenkswivel joint
2828: Koppelstangenelementconnecting rod element
3030: erster Bereichfirst area
3232: zweiter Bereichsecond area
3434: Zahnradelementgear element
3636: Radiusradius
3838: Schubgelenksliding joint
3939: Schneckengetriebeworm gear
4040: Bewegungspfeilmovement arrow
4242: EVTOL-FahrzeugEVTOL vehicle
4444: Fahrgastkabinepassenger cabin
4646: Vertikalantriebvertical drive
4848: Propellerpropeller

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

WO 2019/202493 A1 [0003]
DE 1280058 A [0004]
CN 110550208A [0005]

Claims

Wing closure system (10) for vertical drives (46) in EVTOL vehicles (42) comprising a plurality of closure elements (14) and a closure adjustment mechanism (18), wherein the closure adjustment mechanism (18) is designed, the plurality of closure elements (14) simultaneously to move from a first closed position into at least a second, open position, characterized in that the closure adjustment mechanism (18) is also designed to move each closure element (14) depending on a positioning of at least one adjacent closure element (14) in such a way that in the first closed position, the plurality of closure members (14) substantially conform to a geometry of a three-dimensional airfoil of a vertically powered airfoil (12) of an EVTOL vehicle (42) in which the airfoil closure system (10) is provided.

Wing locking system (10) according to claim 1 , wherein the closure elements (14) are provided essentially in the form of respective lamellar elements.

Airfoil closure system (10) according to one of the preceding claims, wherein the closure adjustment mechanism (18) comprises a multiplicity of articulation devices (20), each of which differs in at least one component, with each closure element (14) being assigned a articulation device (20) and connected thereto is coupled.

Airfoil closure system (10) according to one of the preceding claims, wherein respective closure elements (14) can be adjusted by means of a respective drive unit (24) and the respective joint devices (20) or wherein the respective closure elements (14) are connected to all joint devices (20) via a coupled moving element (22) and with a moving element (22) coupled drive device (24) are adjustable.

Wing locking system (10) according to claim 4 , wherein the movement element (22) is positioned essentially centrally between the closure elements (14) and a vertical drive (46) of the EVTOL vehicle (42) to be covered under and by the closure elements (14), or the movement element (22) in Positioned substantially to the side of the closure members (14).

Airfoil closure system (10) according to any of the preceding Claims 4 or 5 , wherein the respective joint devices (20) are coupled to the movement element (22) designed for this purpose by means of respective gear elements (34), a radius of the respective gear element (34) differing at least from a radius of an adjacent gear element (34). .

Airfoil closure system (10) according to any of the preceding Claims 4 or 5 , wherein the respective joint devices (20) are coupled to the movement element (22) designed for this purpose by means of respective connecting rod elements (28), a length of a respective connecting rod element (28) differing at least from a length of an adjacent connecting rod element (28). .

Airfoil closure system (10) according to any of the preceding Claims 4 or 5 , wherein the respective joint devices (20) are coupled to the movement element (22) designed for this purpose by means of respective gear elements (34) and by means of respective coupling rod elements (28), a radius (36) of the respective gear element (34) being at least a radius (36) from an adjacent gear member (34) and wherein a length of a respective tie rod member (28) differs from at least a length of an adjacent tie rod member (28).

Airfoil closure system (10) according to any one of the preceding claims, wherein a respective hinge device (20) comprises at least one hinge element (26).

EVTOL vehicle (42) comprising at least one wing closure system (10) according to one of Claims 1 until 9 .