DE202019104206U1 - Ornithopter with improved wing articulation - Google Patents
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Abstract
Ornithopter umfassend einen Rumpf (15), zwei Gelenke und zwei Flügelholme (2), wobei die Gelenke an gegenüberliegenden Seiten des Rumpfes (15) befestigt sind und jeweils eine Aufnahme (19) aufweisen, in denen jeweils ein Ende jeweils eines Flügelholms (2) eingesetzt ist, ferner umfassend zwei Flügel (7), die über die Flügelholme mit den Gelenken in Verbindung stehen, wobei die Innendurchmesser der Aufnahmen (19) größer als die Außendurchmesser der Flügelholme (2) sind und die beiden Flügelholme (2) über die Flügel vor einem Herausrutschen aus den Aufnahmen gesichert sind, so dass die Flügelholme (2) in Folge in den Aufnahmen (19) der Gelenke verdrehbar gehalten sind. Ornithopter comprising a fuselage (15), two joints and two wing spars (2), the joints being fastened to opposite sides of the fuselage (15) and each having a receptacle (19) in each of which one end of a wing spar (2) is inserted, further comprising two wings (7), which communicate with the joints via the wing spars, wherein the inner diameter of the receptacles (19) are greater than the outer diameter of the wing spars (2) and the two wing spars (2) via the wings are prevented from slipping out of the recordings, so that the wing spars (2) in rotation in the receptacles (19) of the joints are held rotatably.
Description
Die Erfindung betrifft einen Ornithopter mit einer verbesserten Flügelanlenkung.The invention relates to an ornithopter with improved Flügelanlenkung.
Ein Ornithopter, in dt. Sprache auch als Schwingenflügler bezeichnet, ist eine Flugmaschine, die ihren Vortrieb und Auftrieb durch einen Schlagflügelantrieb erzeugt und durch schlagende Flügel stark an einen Vogel erinnert.An ornithopter, also known in German as Schwingerflügler, is a flying machine, which generates its propulsion and buoyancy by a flapping wing drive and reminds by beating wings strongly of a bird.
Die Mechanik eines Ornithopters ist sehr vielfältig, sie weist aber meistens zwei, an einem Rumpf angeordnete Gelenke auf, wobei an jedem Gelenk ein Flügel zur Ausübung der schlagenden Bewegung befestigt wird. Auch die Form und/oder das Material der Flügel kann sehr vielgestaltig sein. So gibt es zum Beispiel reine Membranflügel sowie Hybridflügel, die aus einer Membran und einem festen Abschnitt z.B. Depron bestehen oder sog. Schalenflügel, deren Flügeloberseite aus einer gewölbten Hartschale besteht, die zu einer profilierten Tragfläche geformt werden kann. Auch können zwei Flügel, die sich auf den gegenüberliegenden Seiten eines Rumpfes erstrecken eine gemeinsame Tragfläche ausbilden, die sich dann in der Regel über den Rumpf hinweg erstreckt. Den Flügelarten ist gemein, dass sie mittels Flügelholmen, meistens aus CFK (Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff), mit den Gelenken verbunden werden.The mechanics of an ornithopter are very diverse, but it usually has two, arranged on a trunk joints, at each joint a wing is attached to the practice of beating movement. The shape and / or the material of the wings can be very varied. For example, there are pure membrane leaflets as well as hybrid leaflets consisting of a membrane and a solid section e.g. Depron consist or so-called shell wing whose upper wing side consists of a curved hard shell, which can be formed into a profiled wing. Also, two wings extending on opposite sides of a fuselage may form a common airfoil, which then typically extends over the fuselage. The wing types have in common that they are connected by means of wing beams, usually made of CFRP (carbon fiber reinforced plastic), with the joints.
Für die Befestigung der Flügelholme an den Gelenken werden heute mehrere Möglichkeiten ausgeführt. In der Regel wird hierzu jeweils ein Ende eines Flügelholmes in eine an den Gelenken ausgebildete Aufnahme eingesetzt und dann z.B.
- 1. durch sog. Madenschrauben darin befestigt,
- 2. darin verklebt,
- 3. durch eine Spannzange, die sich in der Aufnahme befindet, verspannt, oder
- 4. das Ende eines Flügelholmes kann bei mehrteilig ausgeführten Gelenken bei der Montage mit aufgenommen und danach verschraubt werden.
- 1. fixed by so-called grub screws,
- 2. glued in it,
- 3. by a collet, which is in the recording, braced, or
- 4. The end of a wing spar can be taken in multi-part joints during assembly with and then bolted.
Die Enden der Flügelholme sind folglich gemäß Stand der Technik in den Gelenken fest fixiert. Beim Ausüben der schlagenden Bewegung eines Flügels wirken jedoch große Kräfte auf den Flügelholm, die unter Anderem insbesondere auch abhängig von der Größe des Flügels und seiner Schlagfrequenz sind. Hierdurch tritt zum einen eine hohe Biegebeanspruchung auf und zum anderen wird auf den Holm ein großes Torsionsmoment ausgeübt, da sich beim Abschlag des Flügels die Flügelspitze, d.h. das vom Rumpf entfernte Flügelende, nach innen verdreht und sich beim Aufschlag des Flügels die Flügelspitze nach außen verdreht. Abhängig von der Länge des Flügelholmes und damit auch von der Größe des Flügels kann die Belastung folglich häufig zum Bruch eines Flügelholms und damit zum Absturz des Ornithopters führen.The ends of the wing spars are therefore firmly fixed in the joints according to the prior art. When exerting the striking movement of a wing, however, large forces act on the wing spar, which among other things are also dependent on the size of the wing and its impact frequency. As a result, on the one hand occurs a high bending stress and on the other hand, a large torsional moment is exerted on the spar, since at the tee of the wing, the wing tip, i. the end of the wing removed from the fuselage, twisted inwards and twisted at the impact of the wing, the wing tip to the outside. Depending on the length of the wing spar and thus also on the size of the wing, the load can therefore often lead to breakage of a wing spar and thus the crash of the ornithopter.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Flügelanlenkung beim Ornithopter zu verbessern.It is an object of the present invention to improve the Flügelanlenkung in ornithopter.
Diese Aufgabe wird insbesondere mit einem Ornithopter gemäß Anspruch 1 und mit einem Bausatz für einen Ornithopter gemäß nebengeordnetem Anspruch 7 gelöst. Bevorzugte oder zweckmäßige Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved in particular with an ornithopter according to claim 1 and with a kit for an ornithopter according to
Die Erfindung schlägt demgemäß einen Ornithopter mit einer verbesserten Flügelanlenkung vor. Erfindungsgemäß umfasst der Ornithopter hierzu zusätzlich zu einem Rumpf zwei Gelenke und zwei Flügelholme, wobei die Gelenke an gegenüberliegenden Seiten des Rumpfes befestigt sind und jeweils eine Aufnahme aufweisen, in denen jeweils ein Ende jeweils eines Flügelholms eingesetzt ist, ferner umfasst der Ornithopter zwei Flügel, die über die Flügelholme mit den Gelenken in Verbindung stehen. Die beiden Flügelholme sind über die Flügel vor einem Herausrutschen aus den Aufnahmen gesichert und die Innendurchmesser der Aufnahmen sind auf die Außendurchmesser der Flügelholme derart dimensioniert, dass die Flügelholme in Folge in den Aufnahmen der Gelenke verdrehbar gehalten sind. Mit anderen Worten sind die Innendurchmesser der Aufnahmen folglich größer als die Außendurchmesser der Flügelholme.The invention accordingly proposes an ornithopter with improved wing articulation. According to the ornithopter this includes in addition to a fuselage two joints and two wing spars, the joints are fixed to opposite sides of the fuselage and each having a receptacle, in each of which one end of a wing spar is inserted, further comprises the ornithopter two wings, the communicate with the joints via the wing spars. The two wing spars are secured over the wings from slipping out of the receptacles and the inner diameter of the receptacles are dimensioned on the outer diameter of the wing spars such that the wing spars are rotatably held in rotation in the receptacles of the joints. In other words, the inner diameter of the receptacles are consequently larger than the outer diameter of the wing spars.
Dadurch, dass die Flügelholme in den Aufnahmen verdrehbar sind, kann insbesondere das auf die Flügelholme beim Ausüben der schlagenden Flügelbewegung ausgeübte Torsionsmoment und die damit verbundene Belastung der Flügelholme effektiv reduziert werden.Due to the fact that the wing spars are rotatable in the receptacles, in particular the torsional moment exerted on the wing spars when exerting the striking wing movement and the associated load on the wing spars can be effectively reduced.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Ornithopters erstrecken sich die zwei Flügel auf den gegenüberliegenden Seiten des Rumpfes und sind miteinander zur Ausbildung einer gemeinsamen Tragfläche verbunden.In a preferred embodiment of the ornithopter, the two wings extend on opposite sides of the torso and are connected together to form a common airfoil.
In einer ergänzenden oder alternativen bevorzugten Ausführungsform des Ornithopters erstreckt sich jeder der beiden Flügelholme durch wenigstens eine Einfassung, die an der Anströmkante eines jeden der beiden Flügel, ausgebildet ist, wobei die Größe einer jeden Einfassung an den Durchmesser der Flügelholme angepasst ist, so dass die Flügelholme innerhalb der Einfassungen verdrehbar sind. Hierdurch lassen sich insbesondere die Belastungen auf die Flügelholme aber auch auf das Flügelmaterial zusätzlich reduzieren.In a supplementary or alternative preferred embodiment of the ornithopter, each of the two wing spars extends through at least one skirt formed on the leading edge of each of the two wings, the size of each skirt being adapted to the diameter of the wing spars, such that Wing spars are rotatable within the mounts. As a result, in particular the loads on the wing spars but also on the wing material can be additionally reduced.
Bevorzugt ist hierbei ferner an den Flügeln, insbesondere an den Flügelspitzen, jeweils ein Sicherungsverschluss angeordnet, zum Sichern der Flügelholme innerhalb der Einfassungen, insbesondere auch zum Sichern der Flügelholme vor einem Herausrutschen aus den Aufnahmen. In this case, a securing closure is also preferably arranged on the wings, in particular on the wing tips, for securing the wing spars within the enclosures, in particular also for securing the wing spars from slipping out of the receptacles.
In einer ergänzenden oder alternativen bevorzugten Ausführungsform, ist um die jeweils in die Aufnahmen gesteckten Enden der Flügelholme zuvor jeweils eine Hülse angeordnet, wobei die Außendurchmesser der Hülsen bevorzugt kleiner als die Innendurchmesser der Aufnahmen sind, so dass die Hülsen in den Aufnahmen verdrehbar gehalten sind.In a supplementary or alternative preferred embodiment, in each case a sleeve is arranged around each of the ends of the wing spars inserted into the receptacles, wherein the outer diameter of the sleeves are preferably smaller than the inner diameter of the receptacles, so that the sleeves are rotatably supported in the receptacles.
Die Innendurchmesser der Hülsen sind zweckmäßig dabei so auf die Flügelholme abgestimmt, dass die Enden der Flügelholme von den Hülsen fest umschlossen sind. Hierdurch kann insbesondere eine bei Drehung der Flügelholme in den Aufnahmen entstehende Reibung auf das Flügelholmmaterial deutlich verringert werden.The inner diameter of the sleeves are suitably matched to the wing spars, that the ends of the wing spars are firmly enclosed by the sleeves. As a result, it is possible in particular to markedly reduce friction on the wing-spar material arising on rotation of the wing-spars in the receptacles.
In einer weiteren ergänzenden oder alternativen bevorzugten Ausführungsform weisen die Aufnahmen an den Gelenken jeweils eine in Richtung des aufgenommenen Flügelholms ausgerichtete Senkung auf, so dass eine Kerbwirkung auf die Flügelholme und/oder die Hülsen deutlich verringert wird.In a further additional or alternative preferred embodiment, the receptacles on the joints each have a reduction oriented in the direction of the received wing spar, so that a notch effect on the wing spars and / or the sleeves is markedly reduced.
Die Erfindung sieht ferner einen Bausatz vor, der für einen solchen erfindungsgemäßen Ornithopter geeignet ist. Der Bausatz umfasst hierbei zwei zur Befestigung an gegenüberliegenden Seiten eines Rumpfes des Ornithopters geeignete Gelenke mit Aufnahmen und umfasst ferner zwei Flügelholme zum Einsetzen in die Aufnahmen, wobei die Innendurchmesser der Aufnahmen größer sind als die Außendurchmesser der Flügelholme, so dass die Flügelholme im eingesetzten Zustand in den Aufnahmen verdrehbar sind.The invention further provides a kit which is suitable for such an ornithopter according to the invention. The kit includes two suitable for attachment to opposite sides of a body of the ornithopter joints with recordings and also includes two wing spars for insertion into the receptacles, wherein the inner diameter of the receptacles are larger than the outer diameter of the wing spars, so that the wing spars in the inserted state in the recordings are rotatable.
Weist der Bausatz zweckmäßiger Weise zusätzlich zwei Hülsen auf, so ist der Außendurchmesser jeder dieser Hülsen kleiner als Innendurchmesser der Aufnahmen, so dass die Hülsen in den Aufnahmen verdrehbar anordenbar sind, und der Innendurchmesser jeder dieser Hülsen ist zur Aufnahme eines Endes der Flügelholme dimensioniert.If the kit expediently additionally has two sleeves, then the outer diameter of each of these sleeves is smaller than the inner diameter of the receptacles, so that the sleeves can be arranged to rotate in the receptacles, and the inner diameter of each of these sleeves is dimensioned to receive one end of the wing members.
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Hierbei zeigen:
-
1 stark vereinfacht einen ersten Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Ornithopters, und -
2 stark vereinfacht einen zweiten Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Ornithopters.
-
1 greatly simplifies a first section of an ornithopter according to the invention, and -
2 greatly simplifies a second section of an ornithopter according to the invention.
Der Flügelholm
The
Ferner ist zweckmäßig an dem Flügel
Bei der dargestellten Ausführung befindet sich der Sicherungsverschluss
In the illustrated embodiment, the fuse is located
Es versteht sich, dass ein vollständig montierter Ornithopter auch auf der anderen, gegenüberliegenden Seite des Ornithopterrumpfes einen solchen Flügel aufweist, der über einen entsprechenden Flügelholm mit einem dort befestigten Gelenk in Verbindung steht.It is understood that a fully mounted ornithopter also on the other, opposite side of the ornithopter hull has such a wing, which is connected via a corresponding wing spar with a joint fixed there.
Nachfolgend wird zur detaillierten Beschreibung der erfindungsgemäß verbesserten Flügelanlenkung der Einfachheit halber im Wesentlichen lediglich auf eine der Rumpfseiten Bezug genommen.The following is a detailed description of the improved according to the invention For the sake of simplicity, vane articulation essentially refers to only one of the fuselage sides.
An den gegenüberliegenden Seiten des Rumpfes
In der dargestellten Ausführungsform des Gelenkes ist dieses bevorzugt als Kipp- oder Schlaggelenk ausgebildet und umfasst beispielsweise einen Kipphebel
Um die Verbindung zwischen dem Gelenk und einem der Flügelholme
Die Aufnahme
Ferner ist bei der Ausführungsform zu weiteren Verbesserung der Flügelanlenkung zusätzlich noch in praktischer Weiterbildung für jeden dieser Flügelholme
Jede Hülse
Alternativ kann der Innendurchmesser der Hülse
Alternatively, the inner diameter of the
Die Hülse
Zur Montage bei in den
Dem Fachmann ist ersichtlich, dass hierzu im Falle zweier separater Flügel, die sich auf den gegenüberliegenden Seiten des Rumpfes erstrecken, zweckmäßig eine dem Verschluss im Wesentlichen gegenüberliegende Seite des Flügels jeweils am Rumpf angebunden ist. Somit ist der Flügel
Dadurch, dass sich der Flügelholm
Bei dem beschriebenen Beispiel handelt es sich um eine Ausführungsform der Erfindung. Andere Ausführungsformen sind möglich. So kann zum Beispiel die Hülse
Entsprechend kann für einen solchen Ornithopter auch ein Bausatz bereitgehalten sein, der folglich zumindest zwei zur Befestigung an gegenüberliegenden Seiten eines Rumpfes des Ornithopters geeignete Gelenke mit Aufnahmen
Der Bausatz kann ferner insbesondere zwei Hülsen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kipphebelrocker arm
- 22
- Flügelholmwing spar
- 33
- Schraubescrew
- 44
- StoppmutterStoppmutter
- 55
- Unterlegscheibewasher
- 66
- Kugellagerball-bearing
- 77
- Flügelwing
- 7a7a
- Flügelspitzepinion
- 88th
- Abstandsscheibespacer
- 99
- KugelBullet
- 1010
- StoppmutterStoppmutter
- 1111
- Kugelgelenkball joint
- 1212
- Schraubescrew
- 1313
- DistanzhülseStand Off
- 1414
- Hülse, z.B. auch in Art eines/SchrumpfschlauchesSleeve, e.g. also in the style of / shrink tubing
- 1515
- Rumpfhull
- 1616
- Kipphaltertilt holder
- 1717
- Einfassung an der Anströmkante des Flügels zur Aufnahme des FlügelholmsMount on the leading edge of the wing to accommodate the wing spar
- 1818
- Sicherungsverschluss, z.B. angenähter Klettverschluss zum Sichern eines FlügelholmesSecuring closure, e.g. Sewn Velcro for securing a wing spar
- 1919
- Aufnahme, insbesondere SackbohrungRecording, in particular blind hole
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202019104206.0U DE202019104206U1 (en) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | Ornithopter with improved wing articulation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202019104206.0U DE202019104206U1 (en) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | Ornithopter with improved wing articulation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202019104206U1 true DE202019104206U1 (en) | 2019-09-02 |
Family
ID=67991784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202019104206.0U Active DE202019104206U1 (en) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | Ornithopter with improved wing articulation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202019104206U1 (en) |
-
2019
- 2019-07-31 DE DE202019104206.0U patent/DE202019104206U1/en active Active
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---|---|---|---|
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |