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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen einer Steuerfläche eines Fluggerätemodells, eine Steuerflächeneinheit mit mindestens einer bewegbaren Fläche und mindestens einer Vorrichtung zum Verstellen einer Steuerfläche eines Fluggerätemodells, ein Fluggerätemodell mit mindestens einer Steuerfläche und mindestens einer Vorrichtung zum Verstellen der mindestens einen Steuerfläche sowie eine Verwendung eines Fluggerätemodells in einem Windkanal zu Mess- oder Testzwecken.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Zur Validierung von analytisch und durch strömungsmechanische Simulation ermittelten aerodynamischen Parametern zur Konzeption eines Fluggeräts werden üblicherweise Versuche in einem Windkanal durchgeführt. Hierbei wird ein Modell des zu untersuchenden Fluggeräts in einem bestimmten Maßstab in den Windkanal positioniert und dort Strömungen ausgesetzt, wobei das Modell je nach Anforderung auch unterschiedliche, bewegbare Flächen, etwa Steuerflächen und Hochauftriebsklappen, beinhaltet, die auf relevante Stellpositionen bringbar sind. Bei der Untersuchung eines Hochauftriebssystems, das beispielsweise eine Hinterkantenklappenanordnung eines Flugzeugflügels betrifft, werden bei einer Messkampagne üblicherweise eine ganze Reihe von Stellpositionen unterschiedlicher Hinterkantenklappen untersucht.
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Üblicherweise werden zum Einstellen der Stellpositionen von Flächen eigens individuelle Beschläge konstruiert, die an dem entsprechenden Modell angebracht werden, um auf diesen Beschlägen die betreffende Fläche mit der gewünschten Stellposition zu montieren. Dies bedeutet, dass nach jeder Messung mit einer bestimmten Stellposition das Fluggerätemodell umgebaut werden muss, so dass etwa nacheinander verschiedene Beschläge für die verschiedenen Stellpositionen eingesetzt werden. Bei der Untersuchung von Hinterkantenklappen eines Flugzeugs muss an dem entsprechenden Modell nicht nur der Winkel der Hinterkantenklappen genau angepasst, sondern auch der Spalt zwischen der Hinterkantenklappe und der Hinterkante des Flügels sowie die Überlappung zwischen der Hinterkante des Flügels und der Hinterkantenklappe eingestellt werden.
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In „Konstruktionssysteme für Optik und Feinmechanik”, Katalog SH 201, 1979, Seiten 3, 9, 24, 25, 29, ist Messgerätezubehör dargestellt, z. B. ein Messgerätehalter, der zwei Messverschieber und eine Kippsäule aufweist. In ”Triangular Rails Build Up Materials Light Source”, Katalog SH 234 E, 1981, Seiten 3, 9, 99, ist ebenfalls Messgerätezubehör gezeigt. In
US 4 658 635 A ist ein Simulator zur Untersuchung des aerodynamischen Verhaltens eine Flugzeugmodells dargestellt. Der Simulator weist eine Stange auf, die in einem Teil geführt ist, um eine Orientierung des gesamten Flugzeugmodells zu ändern. In
DE 10 2008 003 543 A1 ist ein System zum Verstellen von Steuerflächen für Windkanalmodelle gezeigt, bei dem ein Ruder über einen Stützblock mit einem Flügel verbunden ist. In
DE 10 2007 062 736 B3 ist eine Vorrichtung zum Befestigen eines Spoilers an einem Windkanalmodell dargestellt, wobei die Befestigung über ein Scharnier erfolgt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein derartiges Erfordernis, dass bei jeder Stellposition das Modell umgebaut werden muss, ist besonders bei einer Vielzahl von nacheinander zu realisierenden Stellpositionen sehr aufwändig, da für jede Stellposition, sowie unterschiedlicher Flächen, neue Beschläge hergestellt werden müssen und nach dem Umbau des Modells die exakten Positionen der Fläche gemessen und durch Feinjustierung, Zwischenlegscheiben oder dergleichen nachgestellt werden müssen. Gerade bei der Untersuchung von Hinterkantenklappen ist dies besonders mühsam, denn neben dem Winkel müssen, wie vorangehend erwähnt, zwei weitere geometrische Parameter gemessen und gegebenenfalls nachjustiert werden.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt demnach darin, eine Vorrichtung zum Verstellen unterschiedlicher Flächen vorzuschlagen, bei der die jeweilige Fläche möglichst einfach an verschiedene Positionen anpassbar ist und bei der eine Nachjustierung besonders leicht möglich ist, ohne Zwischenlegscheiben oder andere Mitteln einzusetzen. Ein Ziel dieser Vorrichtung soll sein, nur eine einzige Beschlagsart verwenden zu müssen, um verschiedene Winkel und andere geometrische Positionen unterschiedlicher Flächen einzustellen. Dies besonders bei der Verwendung einer derartigen Vorrichtung zum Verstellen einer Hinterkantenklappe an einem Windkanal-Fluggerätemodell.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst, so z. B. durch eine Vorrichtung zum Verstellen einer Steuerfläche eines Fluggerätemodells mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine erste Linearverstelleinheit mit einem ersten Haltekörper, der entlang einer ersten Achse bewegbar ist, eine zweite Linearverstelleinheit mit einem zweiten Haltekörper, der entlang einer zweiten Achse bewegbar ist und eine Winkelverstelleinheit auf. Die zweite Linearverstelleinheit ist an dem ersten Haltekörper angeordnet. Die Winkelverstelleinheit ist an dem zweiten Haltekörper angeordnet und ferner dazu eingerichtet, einen Winkel zwischen einer Befestigungsfläche und einer Haltefläche der Winkelverstelleinheit zu verstellen und zu arretieren. Demgemäß weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zwei Linearverstelleinheiten sowie eine Winkelverstelleinheit auf, die mechanisch in Form einer Reihenschaltung miteinander verknüpft sind.
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Eine Linearverstelleinheit ist dabei als eine Einrichtung zu verstehen, die in der Lage ist, ausschließlich eine lineare Bewegung durchzuführen. Hierbei kommt es nicht darauf an, durch welche Mittel diese Bewegung initiiert wird. In dem vorliegenden Fall bewegen die erste und die zweite Linearverstelleinheit jeweils einen sogenannten Haltekörper, der im Sinne dieser Erfindung als Körper oder Objekt zu verstehen ist, an dem etwas gehalten werden kann bzw. an dem ein anderes Objekt bzw. ein anderer Körper angeordnet werden kann.
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Die zweite Linearverstelleinheit ist dabei an dem ersten Haltekörper angeordnet, so dass die gesamte zweite Linearverstelleinheit bewegt wird, wenn sich der erste Haltekörper durch Verstellen der ersten Linearverstelleinheit bewegt. Gleiches gilt für die Winkelverstelleinheit, die mit dem der zweite Haltekörper bewegt wird, wenn sich dieser bedingt durch die zweite Linearverstelleinheit bewegt.
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Als Winkelverstelleinheit ist eine Einrichtung zu verstehen, die über eine Befestigungsfläche an dem zweiten Haltekörper angeordnet werden kann, wobei ein zwischen dieser Befestigungsfläche und einer Haltefläche liegender Winkel einstellbar ist. Ziel ist, eine Fläche an der Haltefläche der Winkelverstelleinheit anzuordnen, deren Position abhängig von den drei unterschiedlichen Verstelleinheiten ist.
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Durch die Verwendung von Verstelleinheiten ist es zunächst nicht erforderlich, einzelne exakt auf die gewünschten Stellpositionen gefertigte Beschläge einzusetzen. Durch die Verwendung zweier Linearverstelleinheiten mit einer ersten Achse und einer zweiten Achse kann bedarfsweise, d. h. basierend auf der Art der zu untersuchenden Fläche, eine Vorrichtung kreiert werden, die den einzunehmenden Stellpositionen der Fläche exakt Rechnung tragen kann. Es ist dabei insbesondere gewünscht, dass die erste und die zweite Achse nicht zusammenfallen, so dass durch die drei unterschiedlichen Verstelleinheiten praktisch beliebige Lagen und beliebige Winkel einstellbar sind.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verlaufen die erste Achse und die zweite Achse senkrecht zueinander, so dass ausgehend von einem strukturfesten Punkt des Fluggerätemodells eine Bewegung in zwei unterschiedliche Raumrichtungen vollführt werden kann, die relativ zu dem strukturfesten Punkt bestimmt werden. Eine erste Achse könnte beispielsweise mit einer x-Achse des Modells zusammenfallen, eine zweite Achse könnte mit einer z-Achse des Modells zusammenfallen. Dies ist nicht erforderlich, könnte jedoch die Messbarkeit der notwendigen Stellwege vereinfachen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die erste Linearverstelleinheit ein Stellgewinde auf. Dies ist eine besonders einfache Ausführung einer Linearverstelleinheit und basiert auf der Bewegung eines mit einem Gewinde ausgestatten Körpers entlang eines Stellgewindes in Form einer rotierbaren Spindel oder eines anderen Schraubkörpers. Es ist bei der Verwendung eines Stellgewindes von besonderem Vorteil, wenn das Stellgewinde und der durch das Stellgewinde bewegte und ein korrespondierendes Gewinde aufweisende Körper eine spielfreie Gewindepaarung besitzen, die möglicherweise zwar die Reibung innerhalb der korrespondierenden Gewinde erhöhen könnte, allerdings für eine besonders hohe Stellgenauigkeit sorgt. Eine Spielfreiheit könnte durch Einlegen eines Drahts aus einem biegeweichen Metall, etwa Kupfer, oder durch Verwendung eines Kunststoffrings aus Nylon, Polyethylen oder dergleichen in die Gewindepaarung ausgeführt werden.
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Aus dem gleichen Grund kann die zweite Linearverstelleinheit ebenfalls ein Stellgewinde aufweisen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die erste Linearverstelleinheit als Schlittenführung ausgebildet, die den Haltekörper entlang der ersten Achse linear bewegbar lagert, wobei der Haltekörper zusätzlich ein eine Gewinde aufweisende Bohrung besitzt, durch die sich eine drehbar gelagerte Spindel erstreckt. Dadurch wird die Funktion der Linearführung des ersten Haltekörpers völlig unabhängig von der Funktion des Verstellens realisiert, so dass dadurch gleichzeitig eine sehr hohe Positionierungsgenauigkeit und eine ausreichende Stabilität erreichbar sind. Der Schlitten könnte beispielsweise in Form eines länglichen Vorsprungs realisiert werden, wobei der erste Haltekörper einen korrespondierenden Ausschnitt aufweist, mit dem der erste Haltekörper entlang des länglichen Vorsprungs in der vorgegebenen Richtung gleiten kann. Der Vorsprung kann auch mit einer Hinterschneidung ausgestattet werden, so dass sich eine Art Schwalbenschwanzführung ergibt. Allerdings sind auch Varianten mit einer oder mehreren starren Achsen und damit korrespondierenden Bohrungen in dem ersten Haltkörper denkbar, ebenso auch eine Anordnung eines Vorsprungs an dem Haltekörper und eine längliche Vertiefung an dem Schlitten. In diesem Zusammenhang sei darauf hinzuweisen, dass auch eine Vielzahl von Vorsprüngen und damit korrespondierende Ausnehmungen verwendbar sind.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Linearverstelleinheit mit einer Hülse mit einem darin angeordneten Innengewinde sowie einem Schraubkörper mit einem korrespondierenden Außengewinde ausgestattet. Bevorzugt ist entweder die Hülse oder der Schraubkörper drehbar gelagert. Beispielsweise ist die das Innengewinde aufweisende Hülse drehbar an dem ersten Haltekörper gelagert, so dass sie zwar fest aber dennoch drehbar zu dem ersten Haltekörper positioniert ist, so dass ein darin befindlicher Schraubkörper in die Hülse hinein, oder aus der Hülse hinaus schraubbar ist. Alternativ dazu kann auch der Schraubkörper drehbar gelagert sein, entweder an dem ersten Haltekörper oder an der Befestigungsfläche der Winkelverstelleinheit. Dadurch könnte durch Drehung des Schraubkörpers der gleiche Effekt erzielt werden. Durch die Verwendung einer Hülse und eines darin befindlichen Schraubkörpers kann eine besonders kompakte Gestaltung einer Linearverstelleinheit realisiert werden, die durch Auswahl des passenden Gewindes auch relativ feine Stellwege realisieren kann.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der erste Haltekörper eine Gewindebohrung auf, deren Längsachse zu der Längsachse der Hülse parallel ist, sich weiterhin ein Schraubmittel von der Hülse in den ersten Haltekörper erstreckt und dazu eingerichtet ist, die Hülse auf den ersten Haltekörper zu pressen oder freizugeben und damit verdrehbar zu machen. Die Befestigung der Hülse mit Hilfe eines Schraubmittels auf dem ersten Haltekörper ist eine mechanisch sehr einfache Lösung und könnte beispielsweise durch Anbringen einer Senkbohrung in der Hülse und Verwenden einer Senkschraube mit einem korrespondierendem Senkkopf zum Einschrauben in den ersten Haltekörper realisiert werden. Um die Schraubverbindung von außen bei in der Hülse eingeschraubtem Schraubkörper wieder zu lösen, könnte das Schraubmittel auf einer zur Hülse entgegengesetzten Seite des ersten Haltekörpers eine Bedieneinheit, etwa eine Schlüsselfläche, eine ein Profil aufweisende Vertiefung oder ähnliches zum Aufnehmen eines Schraubwerkzeugs oder Bedienelements aufweisen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Winkelverstelleinheit einen Lagerflansch und einen Halteflansch auf, wobei der Lagerflansch an dem Halterkörper der zweiten linear Verstelleinheit angeordnet ist und der Lagerflansch und der Halteflansch zueinander gewandte und miteinander korrespondierende Rastflächen aufweisen. Der Lagerflansch ist damit ein Körper, der fest mit dem zweiten Haltekörper verbindbar ist. Hierdurch wird ein fester Bezugspunkt für den Halteflansch vorgegeben, der auf dem Lagerflansch angeordnet werden kann. Durch Rastflächen, die eine Rasterung mit einem vorgegebenen Rastermaß aufweisen, können praktisch beliebige Winkel eingestellt werden, die für eine Messkampagne notwendig sind. Üblicherweise werden Rastflächen aufweisende Bauteile miteinander verschraubt, wenn die Rastung des einen Körpers mit der Rastung des anderen Körpers korrespondierend ausgerichtet ist. Durch eine Verschraubung greifen Flanken der Rastungen so ineinander, dass eine feste, formschlüssige Verbindung hergestellt ist. Dadurch können bei den zu erwartenden Messkampagnen stets genaue Positionen zu verstellenden Fläche gehalten werden.
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In einer alternativen Ausführungsform weisen der Halteflansch und der Lagerflansch keine Rastung auf, sondern sind in beliebigen Positionen miteinander verschraubbar, wobei die Verschraubung eine solche Kraft zwischen dem Halteflansch und dem Befestigungsflansch ausüben kann, dass eine feste, kraftschlüssige Verbindung geschaffen wird und dadurch die vorgegebene Position gehalten wird. Folglich wäre es möglich, eine beliebige Verstellung des Winkels ohne eine Rasterung durchzuführen. Hierbei muss jedoch stets sichergestellt werden, dass die Verschraubung ausreichend fest ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Winkelverstelleinheit eine Führungskinematik auf. Entlang dieser Führungskinematik kann nach einmaligem Feststellen des Winkels der Winkelverstelleinheit die betreffende Fläche, etwa über einen Kulissenstein, der in einer Kulisse der Führungskinematik verschiebbar ist, zwischen den verschiedenen Stellpositionen bewegt werden. Dadurch ist ein minimaler Nachstellaufwand notwendig und eine Messkampagne kann mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Stellpositionen in einer vergleichsweise kurzen Zeit durchgeführt werden, was angesichts der üblicherweise sehr hohe Betriebskosten eines Winkelkanals zu relativ niedrigen Kosten bei der Durchführung von Messungen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung führt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Kulissenstein eine Gewindebohrung auf, in die sich ein Schraubmittel von dem Schraubkörper durch den Halteflansch und den Lagerflansch hinein erstreckt, wobei das Schraubmittel drehfest mit dem Schraubkörper verbunden ist. Dadurch wird ermöglicht, durch Drehen des Schraubkörpers relativ zu dem Halteflansch und dem Lagerflansch den Kulissenstein zu locker oder der Führungskinematik zur Festklemmung zu dienen, so dass die Winkelverstelleinheit justiert werden kann. Zum isolierten Drehen des Schraubkörpers kann dieser beispielsweise eine oder mehrere Schlüsselflächen aufweisen. Beim Schrauben kann dabei die darunter liegende Hülse fest oder locker sein, denn sie lässt sich nach Verstellung des Winkels leicht nachstellen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Führungskinematik eine Kulissenführung entlang eines Kreisbogenabschnitts um eine durch die erste Linearverstelleinheit und/oder die zweite Linearverstelleinheit positionierbare dritte Achse auf. Bevorzugt verläuft diese dritte Achse im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Achse und der zweiten Achse. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann demnach mit Hilfe der Linearverstelleinheiten eine Scharnierlinie, die durch die dritte Achse abgebildet wird, in Relation zu der Flügelhinterkante des Fluggerätemodells frei im Raum positioniert werden. Eine Führung auf einem Kreisbogen kann dadurch sehr flexibel realisiert werden, wobei gleichzeitig eine kompakte Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Ausgleichseinheit vorgesehen, um eine räumliche Lage der ersten Linearverstelleinheit zu ändern. Diese ist an der ersten Linearverstelleinheit angebracht und an einem strukturfesten Punkt des Fluggerätemodells anbringbar und dazu eingerichtet. Bei der Verwendung einer räumlich variablen Position der ersten Linearverstelleinheit können sowohl unterschiedliche Bewegungskinematiken und zu bewegende Flächen berücksichtigt werden, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine gewisse Modularität erfährt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Ausgleichseinheit einen Stabkörper mit einer variablen Länge auf, an dem die erste Linearverstelleinheit angeordnet ist. Abhängig von dem Winkel zwischen dem Stabkörper und der festen Struktur des Fluggerätemodells kann eine räumliche Lage der ersten Linearverstelleinheit relativ zu dem Fluggerätemodell eingestellt werden, die sich beispielsweise aus der Anpassung der Vorrichtung für ein bestimmtes Modell ergibt und damit das Herstellen eines ausschließlich für dieses eine spezielle Modell notwendigen Befestigungsflanschs nicht notwendig macht.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Stabkörper mit variabler Länge durch einen länglichen Körper hergestellt werden, der bevorzugt über eine Klemmverbindung mit der ersten Linearverstelleinheit verbunden wird. Der längliche Körper könnte etwa in Form eines zylindrischen Stifts, einer Achse, eines Profilstabs oder dergleichen ausgeführt sein.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Stabkörper über eine drehbare Verbindung mit dem Fluggerätemodell verbindbar. Diese Verbindung erlaubt eine Ausgleichsbewegung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Verspannungen, die durch aerodynamische Kräfte an der zu bewegenden Fläche entstehen könnten, so dass der Stabkörper selbstständig zwar Zug-, Druck- und Biegekräfte und Momente aufnehmen kann, bei einer Drehung um die Längsachse des Stabkörpers jedoch keinen Widerstand ausübt. Diese Konstruktion verbessert die modularen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter, da in Kombination der Drehbarkeit des Stabkörpers und dessen variabler Länge eine Positionierung der ersten Linearverstelleinheit in drei Raumrichtungen ermöglicht wird, so dass bei Anpassungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung an das vorliegende Modell eine größere Flexibilität besteht.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Stabkörper an einem Ende eine ringförmige Nut auf, wobei der Stabkörper in einen Befestigungsflansch einführbar ist und das Aufnehmen einer Auszugsicherung erlaubt. Diese Auszugsicherung könnte beispielsweise in Form eines Sicherungsstifts oder einer Sicherungsschraube realisiert werden, die von dem Befestigungsflansch in die ringförmige Nut des Stabkörpers eingeschraubt oder eingesteckt wird und so zwar eine Drehung erlaubt, das Herausziehen jedoch verhindert.
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Die Erfindung wird weiterhin durch eine Steuerflächeneinheit gelöst, die eine Steuerfläche sowie eine Vorrichtung mit den vorangehend genannten Merkmalen aufweist.
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Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Fluggerätemodell, welches mit mindestens einer Steuerflächeneinheit ausgestattet ist.
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Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Verwendung eines Fluggerätemodells in einem Windkanal zu Mess- und Versuchszwecken.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüche oder deren Rückbeziehungen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer dreidimensionalen Ansicht ohne eine aufgesetzte Fläche.
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2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer dreidimensionalen Ansicht mit aufgesetzter Fläche von unten.
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3 zeigt einen Windkanal mit einem darin angeordneten Fluggerätemodell.
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DETAILLIERTE DARSTELLUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verstellen einer Steuerfläche eines Fluggerätemodells, wobei diese Steuerfläche in 1 der Einfachheit halber nicht dargestellt ist. 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit montierter Fläche.
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Die Vorrichtung 2 weist eine erste Linearverstelleinheit 4 auf, die einen ersten Haltekörper 6 besitzt, der um eine erste Achse 8 verschiebbar gelagert ist. Hierfür weist der erste Haltekörper 6 eine Ausnehmung 10 auf, die mit einem länglichen Vorsprung 12 korrespondiert, welcher einen Schlitten ausbildet. Dieser Schlitten ist mit einem Halter 17 verbunden, der an einer Flügelhinterkante 15 angeordnet ist.
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Die Ausgleichseinheit 19 weist exemplarisch einen als Zylinderstift ausgeführten Stabkörper 21 auf, der über eine Klemmverbindung mit einem Klemmblock 23 an dem Halter 17 befestigbar ist. Hierzu weist der Halter 17 eine Bohrung 25 auf, die an einer zu der Flügelhinterkante 15 weisenden Seite durch den Klemmblock 23 durchbrochen ist, welcher über ein Schraubmittel 27 an dem Halter 17 anbringbar ist. Der Stabkörper 21 kann mit unterschiedlichen Eintauchlängen an den Halter 17 geklemmt werden.
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Der Stabkörper 21 weist an seinem, dem Halter 17 entgegengesetzt angeordneten Ende eine Ringnut 29 auf, die in einem Flügelhalter 14 in einer Bohrung 31 steckt und in die sich von außen ein Sicherungsmittel 33, beispielsweise eine Madenschraube, eine Sicherungsschraube oder ein Sicherungsstift, erstreckt. Dadurch kann der Stabkörper nicht aus dem Flügelhalter 14 herausgezogen werden, sich jedoch relativ dazu frei um seine Längsachse drehen. Dadurch ist es möglich, Verspannungen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2, die bedingt durch aerodynamische Lasten oder andere Kräfte hervorgerufen werden, auszugleichen. Gleichzeitig kann durch die freie Drehbarkeit und die variable Länge des Stabkörpers 21 eine gute Anpassbarkeit an modelleigene Parameter geschaffen werden.
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Der erste Haltekörper 6 kann durch Rotation einer Spindel 16, die drehbar relativ zu dem Halter 17 gelagert ist und sich durch eine Gewindebohrung 13 erstreckt, entlang der ersten Achse 8 verschoben werden. Der erste Haltekörper 6 und die Spindel 16 weisen besonders bevorzugt miteinander korrespondierende Gewinde auf, die eine selbsthemmende Wirkung haben. Dies bedeutet, dass bei Ausüben einer Kraft auf den ersten Haltekörper 6 keine Drehung der Spindel 16 erfolgt. Dadurch kann der erste Haltekörper 6 in seiner Position nach Beendigung der Drehung der Spindel 16 verbleiben.
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Auf dem ersten Haltekörper ist eine zweite Linearverstelleinheit 18 angeordnet, die in dem gezeigten Fall eine drehbar gelagerte Hülse 20 mit einem Innengewinde aufweist, in der ein Schraubkörper 22 mit einem korrespondierenden Außengewinde gelagert ist. Durch Drehen der Hülse 20 wird der Schraubkörper 22 relativ zu einer zweiten Achse 24 bewegt. Hierbei muss bei Erreichung der Einstellposition eine Fixierung erfolgen, z. B. durch Selbsthemmung.
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Die Hülse 20 ist bevorzugt über eine Senkschraube 35 an dem ersten Haltekörper 6 befestigt, der hierfür eine Gewindebohrung aufweist. Die Senkschraube 35 erstreckt sich bevorzugt von einer Innenseite der Hülse 20 durch den ersten Haltekörper 6 und endet an einem zur Hülse 20 entgegengesetzten Ende des ersten Haltekörpers 6 und kann dort eine Bedienfläche, eine Schlüsselfläche oder dergleichen aufweisen. Exemplarisch ist hier eine Schraubmutter 37 dargestellt, die auf die Senkschraube 35 aufgeschraubt ist, mit der Senkschraube 35 zusammen in Querrichtung durchbohrt ist und einen Sicherungsstift, einen Sicherungsdraht oder dergleichen (nicht gezeigt) aufweist. Durch Drehen der Mutter 37 kann sich demnach die Senkschraube 35 in dem ersten Haltekörper 6 bewegen und dadurch die Drehbarkeit der Hülse 20 herstellen oder durch Anpressen der Hülse 20 verhindern.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die erste Achse 8 und die zweite Achse 24 senkrecht zueinander ausgerichtet und bilden damit ein zweidimensionales, kartesisches Koordinatensystem ab. Damit ist ein struktureller Fixpunkt für eine Fläche, konstruktiv begrenzt, auf einer Ebene beliebig verschiebbar.
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Der als zweiter Haltekörper dienende Schraubkörper 22 trägt an seinem der Hülse 20 abgewandten Ende einen Befestigungsflansch 26, der wiederum mit einem Halteflansch 28 verbunden ist. Der Winkel zwischen einer Befestigungsfläche des Befestigungsflanschs 26 und einer Haltefläche 30 des Halteflanschs 28 kann eingestellt werden, so dass eine auf der Haltefläche 30 angeordnete Fläche in ihrem Winkel variiert werden kann und damit der Befestigungsflansch 26 zusammen mit dem Halteflansch 28 eine Winkelverstelleinheit bilden. Die Befestigungsfläche ist dabei als eine beliebige Fläche anzusehen, mit der der Befestigungsflansch 26 an der zweiten Linearverstelleinheit 22 angeordnet ist.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Halteflansch 28 zusätzlich eine Führungskinematik 32 in Form einer Ausnehmung als Kulisse und einen Kulissenstein 34 auf, durch den eine Fläche wie vorgegeben bewegt werden kann. Demnach kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 die räumliche Lage einer Führungskinematik 32 besonders vorteilhaft rasch und genau eingestellt werden, was die Notwendigkeit einer Vielzahl von unterschiedlichen, individuell gefertigten Befestigungsbeschläge überflüssig macht. Diese Kulissenführung kann einen Kreisbogenabschnitt um eine durch die erste Linearverstelleinheit 4 und/oder die zweite Linearverstelleinheit 18 positionierbare dritte Achse 43 definieren, wobei die dritte Achse 43 bevorzugt senkrecht auf der ersten Achse 8 und der dritten Achse 26 angeordnet ist. Die dritte Achse 43 bildet damit eine frei im Raum positionierbare Scharnierlinie für die Fläche 36, bzw. Steuerfläche, die sich auf einer daraus resultierenden Kreisbogenform in variablen Positionen befestigen lässt, ohne die Linearverstelleinheiten 4 und 18 bzw. die dritte Achse 43 zu bewegen.
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Besonders bevorzugt weist der Kulissenstein 34 eine Gewindebohrung auf, die ein Schraubmittel 39 aufnehmen kann, welche sich durch den Schraubkörper 22, den Befestigungsflansch 26 und den Halteflansch 28 erstreckt. Das Schraubmittel 39 könnte beispielsweise durch eine Zylinderschraube realisiert werden, die mit Hilfe eines Schraubensicherungslacks, eines Klebstoffs oder dergleichen praktisch vollständig drehfest in einem Gewinde des Schraubkörpers 22 eingeschraubt ist, wobei sich in der gezeigten Darstellung der Schraubkopf dann zwischen dem Schraubkörper 22 und der drehbar gelagerten Hülse 20 befindet. Der Schraubkörper 22 weist eine oder mehrere Schlüsselflächen 41 auf, mit denen sich der Schraubkörper 22 relativ zu dem Befestigungsflansch 26 verdrehen lässt und dadurch die Schraube 39 in den Kulissenstein 34 oder aus dem Kulissenstein 34 heraus schraubt, so dass der Halteflansch 28 gelöst und verstellt und wieder befestigt werden kann.
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Da nur eine begrenzte Drehfestigkeit mit Hilfe dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 gegeben ist, ist es erforderlich, für eine Fläche zwei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtungen 2 einzusetzen. Beispielsweise könnten zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen 2 eingesetzt werden, die die entgegengesetzten Enden einer Fläche halten können.
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In 2 wird die gleiche Vorrichtung 2, jedoch mit einer daran angeordneten Fläche 36 gezeigt. Die Ansicht von unten eröffnet auch weiterhin, dass der Winkel zwischen dem Befestigungsflansch 26 und dem Halteflansch 28 durch miteinander korrespondierende Rastflächen 38 eingestellt werden können.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 ermöglicht, einerseits den Abstand zwischen einer Hinterkante 15 eines Flügels 42 und der Vorderkante 44 der Fläche 36 einzustellen. Dieser Abstand wird mit den Bezugszeichen 46 in 2 gekennzeichnet. Bei der Untersuchung von Hinterkantenklappensystemen ist ferner auch eine Überlappung 48 ein maßgeblicher Dimensionierungsfaktor, der sich zwischen der Hinterkante 40 des Flügels 42 und der Vorderkante 44 der Fläche 36 einstellt.
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Die Verstellung der ersten Linearstelleinheit 4 erfolgt durch Drehen der Spindel 16 an einem Betätigungsende 50, das beispielsweise eine Vertiefung zur Aufnahme eines Steckschlüssels oder dergleichen aufweisen könnte. Gleichzeitig kann die zweite Linearstelleinheit 18 durch Drehen der Hülse 20 verstellt werden. Der Winkel zwischen dem Befestigungsflansch 26 und dem Haltflansch 28 kann durch die o. g. Verschraubung erreicht werden.
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3 zeigt schließlich einen Windkanal 52, der einen Kanalboden 54 und eine Kanaldecke 56 aufweist, an welcher ein Flugmodell 58 zur Anströmung angeordnet ist. Die Ergänzend sei darauf hinzuweisen, dass ”aufweisend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und ”ein” oder ”eine” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
