EP3032213B1 - Klappflügelsystem - Google Patents

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Publication number
EP3032213B1
EP3032213B1 EP15003429.6A EP15003429A EP3032213B1 EP 3032213 B1 EP3032213 B1 EP 3032213B1 EP 15003429 A EP15003429 A EP 15003429A EP 3032213 B1 EP3032213 B1 EP 3032213B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fin
axle
wing
axle holder
groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP15003429.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3032213A1 (de
Inventor
Jörg Lutzenberger
Wolf-Diether Mast
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MBDA Deutschland GmbH
Original Assignee
MBDA Deutschland GmbH
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102015004703.5A external-priority patent/DE102015004703B4/de
Application filed by MBDA Deutschland GmbH filed Critical MBDA Deutschland GmbH
Publication of EP3032213A1 publication Critical patent/EP3032213A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3032213B1 publication Critical patent/EP3032213B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B10/00—Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
    • F42B10/02—Stabilising arrangements
    • F42B10/14—Stabilising arrangements using fins spread or deployed after launch, e.g. after leaving the barrel
    • F42B10/16—Wrap-around fins

Definitions

  • the subject matter of this invention is the flap-wing system described below, in particular a self-locking folding-wing concept, which has been realized with the objectives of robustness, reliability and minimization of the manufacturing costs. This was achieved through the use of as few components as possible, a functional and production-optimized design of the production parts and the use of standard components.
  • Folding wing systems are known from the prior art. Folding wing systems are always used when a missile needs a wing to stabilize its flight, but at the same time should be started from a, usually cylindrical, launch tube. In this case, flap wing systems are used with the wing folded in to accommodate the missile in the launch tube. As soon as the missile is launched and leaves the launch tube, the wing goes into unfolded state, so that the missile can be steered.
  • known systems In known systems, however, it is disadvantageous that they are very complicated and thus expensive to manufacture. In addition, known systems are not usable for a plurality of missiles, in particular, known systems are not scalable or adaptable.
  • the object is achieved by a folding wing system that a wing root and a
  • Wing top includes.
  • the upper wing part is rotatably mounted on the wing root.
  • the wing top is movable between a deployed position and a retracted position.
  • the movement is a rotation of the wing top relative to the wing root.
  • the wing root and the wing upper part can be locked against each other via a tongue-and-groove system when the wing upper part is in the unfolded position.
  • the locking by means of tongue and groove ensures that the upper wing part can not be moved out of the unfolded position. This ensures that the folding leaf system can develop its wing effect, without this being disturbed by accidental collapse of the upper wing part.
  • the wing root can be applied in particular to a missile shell from the outside and can be fastened thereto, in particular by fastening elements such as screws, rivets or an adhesive bond.
  • the folding wing is characterized by the possibility of scaling and simple adaptation to other missiles, since the wings do not interfere with the shell of the missile.
  • the wing root may be made integral with the missile section (e.g., precision extruders) or externally applied to the missile section.
  • the upper wing part is mounted on the wing root via an axis.
  • the wing root on a first axle
  • the upper wing part has a second axle.
  • the axle is arranged within the first axle receptacle and the second axle receptacle.
  • the first axle receptacle comprises at least a first axle receiving element
  • the second axle comprises at least one second axle receiving element.
  • Particularly advantageous are a plurality of first axle receiving elements and a plurality of second axle receiving elements, wherein in particular the number of first axle receiving elements and second Axle receiving elements is the same.
  • the axis is guided alternately within the first axle receiving element and the second axle receiving element. This results in a connection of the wing shell to the wing root in the manner of a hinge.
  • each first axle receiving element is associated with exactly one second axle receiving element.
  • the first axle receiving element has a groove, while the associated second axle receiving element has a corresponding spring.
  • the first axle receiving element has a spring, while the associated second axle receiving element has a corresponding groove.
  • the spring can be introduced into the groove parallel to the axis by a relative movement between the upper wing part and the wing root.
  • the groove and the spring each have a tapering region with tapered flanks and an end region with parallel flanks. It is particularly advantageous if the tapered flanks bevels in the parallel Flanks are.
  • the tapering region of the spring first of all the tapering region of the spring has to be introduced into the tapering region of the groove, which is simplified by the tapered flanks or chamfers.
  • the flanks of the end portions block relative movement between the tongue and groove in all directions except along the direction of insertion of the spring into the groove.
  • a rotation of the blade upper part about the axis is prevented.
  • the elastic element is a compression spring.
  • the compression spring is supported particularly advantageous at a first end of the axle and on a first axle receiving element.
  • a second end of the axle is supported on a second axle receiving element.
  • the translation required for locking preferably takes place counter to the direction of flight of the folding leaf system, so that mass inertia during acceleration and aerodynamic forces can enhance the effect of the elastic element and not weaken it.
  • the first axle receiving member or the second axle receiving member preferably includes a stop that blocks movement of the blade top relative to the wing root beyond the deployed position. This ensures that in that, when the wing top part is unfolded relative to the wing root, the wing top part is stopped in the unfolded position so that the spring can be introduced into the groove, whereby the blocking or locking of the wing top part takes place relative to the wing root.
  • the folding leaf system also preferably has an elastic rotary element, wherein a spring force of the elastic rotary element urges the wing upper part in the unfolded position.
  • an external force must act on the folding leaf system, in particular on the wing top, to hold the wing top in the folded position.
  • the spring force of the elastic rotary member causes the blade top to move relative to the wing root to move to the deployed position.
  • the wing upper part is pressed by the elastic rotary member against the stop. If, in addition, the described elastic element is mounted on the axle, a locking of the folding leaf system automatically takes place, since the spring is introduced into the groove by the elastic spring force of the elastic element.
  • the elastic rotary element is particularly advantageous a leg spring.
  • the elastic rotary element has a first leg which is inserted into a bore of the upper wing part.
  • the elastic rotary element has a second leg, which is angled relative to the first leg by a bias angle.
  • the second leg is advantageously on the wing root or lies in a pocket provided in the wing root.
  • FIG. 1 schematically shows a folding wing system 10 according to an embodiment of the invention.
  • the folding wing system 10 comprises a wing top 4 and a wing root 3 and an axis 5, wherein the axis 5 of the Wing upper part 4 rotatably supported on the wing root 3.
  • the wing root 3 is detailed in FIG. 8 shown while the wing top 4 in detail FIG. 7 is shown.
  • the wing root 3 comprises a first axle receptacle 11 and the wing upper part 4 comprises a second axle receptacle 12, the first axle receptacle 11 having a plurality of first axle receiving elements 15, while the second axle receptacle 12 comprises a plurality of second axle receiving elements 16.
  • the folding leaf system 10 has a plurality of elastic rotary elements 1 or leg springs 1.
  • leg springs 1 are shown, which are arranged substantially symmetrically about a center, wherein the center of the axis 5 divided into two substantially equal length axle parts.
  • the structure of the torsion springs 1 is in FIG. 3 shown.
  • the torsion springs 1 comprise a first leg 17, a spring body 19, and a second leg 18.
  • the torsion springs 1, the spring body 19 are mounted on the axis 5 with the upper wing part 4, based on the second leg 18 on the side of the wing root third from. On holes or pockets in the wing root 3 can be dispensed with.
  • the second leg 18 can be supported on the side of the wing root 3, the leg spring 1 as in FIG. 3 represented, designed.
  • the second leg 18 is a bias angle ⁇ with respect to the first leg 17th angled.
  • the bias voltage can be defined.
  • the issued second leg 18 of the leg spring 1 can slide on the side of the wing root 3.
  • the first leg 17 of each leg springs 1 is inserted into a respective bore of the upper wing part 4.
  • an elastic element 2 or a compression spring 2 is further mounted, which pulls the axis 5 via the nut 6 together with the upper wing part 4 to the rear and thus pressed together by the upper wing part 4 and wing root 3 hinge elements.
  • the compression spring 2 is supported on the washer 8 on the axis 5 via the washer 7.
  • the folding wing system 10 is constructed like a hinge.
  • the torsion spring 1 causes the rotational erection of the upper wing part 4,
  • the compression spring 2 is a translational movement of the wing upper part 4 relative to the wing root 3 for locking the end position, that is, the unfolded position.
  • the folding wing system 10 has a tongue-and-groove system 13, 14. This is in FIG. 4 and FIG. 5 shown.
  • FIG. 4 In each case, a first axle receiving element 15 and a second axle receiving element 16 are shown, whereas FIG. 5 shows the entire folding leaf system 10 according to the embodiment in a folded position.
  • the first Achsageelement 15 a spring 13 while the second Achsageelement 16 has a groove 14. According to the arrangement of groove 14 and spring 13 can be reversed.
  • the spring 13 and the groove 14 each have a tapering region 20 and an end region 21.
  • the tapering region 20 is characterized by conically tapered flanks, while the flanks in the end region 21 run parallel at least in sections. If a parallel course is completely dispensed with, a much stronger spring must be used for translation, since otherwise the upper wing part 4 can be folded over the conical flanks again.
  • the load transfer which is ensured by positive engagement with parallel flanks, must be realized by waiving parallel flanks by adhesion, which must be achieved by the higher bias in translation direction. This manifests itself in an increase in the frictional force on the bearing surfaces of the axle receiving elements 15, 16 and thus also causes a higher bias of the elastic rotary elements 1 for the rotational movement.
  • the positive connection is therefore preferable.
  • the tapering portion 20 of the spring 13 In order to insert the spring 13 into the groove 14, first the tapering portion 20 of the spring 13 must be inserted into the tapering portion 20 of the groove 14. Due to the conical tapered flanks this is simplified. Subsequently, the spring 13 can be completely inserted into the groove 14, wherein the end portions 21 overlap at least in sections. It is envisaged that the end regions 21 cause a form fit, so that all relative movements between the first axle receiving element 15 and second axle receiving element 16 with the exception of movements along the direction of insertion of the spring 13 are blocked in the groove 14. In particular, a rotation of the upper wing part 4 about the axis 5 is prevented, so that the upper wing part 4 is locked in the unfolded position and thus fixed.
  • the tapering regions 20 are in particular formed such that the parallel flanks of the end region 21 have chamfers. Thus, the taper portion 20 of the spring 13 and the groove 14 is very easy to manufacture.
  • the locking of the upper wing part 4 on the wing root 3 is then as follows: Through the chamfers within the tapering portion 20 of spring 13 and groove 14 is a simplified threading of the spring 13 into the groove 14. At the respective chamfer of the groove 14 is followed parallel straight course of the groove flanks, in which the correspondingly shaped spring 13 engages positively in the end position.
  • FIG. 5 shows the position of the retracted folding leaf system 10 and the grooves 14 and spring 13 of the first Achsagen comprise 15 and second Achsability electrode 16th
  • the first axle receiving elements 15 of the upper wing part 4 have stops 9, as in FIG. 6 is shown. These stop the rotation of the blade top 4 in the end position, ie, in the unfolded position, which results from the righting effect of the torque of the torsion springs 1.
  • the grooves 14 and the springs 13 are held in the aligned position, so that a simple and reliable locking takes place.
  • the folding wing system 10 is very simple and therefore inexpensive. In addition, the folding wing system 10 is easily scalable and thus adaptable for different missiles.
  • folding wing system 10 Another advantage of the folding wing system 10 is that it does not engage in the shell of the missile, so that a very simple and inexpensive installation of the folding leaf system 10 is made possible on the steering wing body.

Description

  • Gegenstand dieser Erfindung ist das nachfolgend beschriebene Klappflügelsystem, insbesondere selbstverriegelnde Klappflügelkonzept, welches mit den Zielen Robustheit, Zuverlässigkeit und Minimierung der Herstellungskosten realisiert wurde. Dies wurde erreicht durch die Verwendung möglichst weniger Komponenten, eine Funktions- und auf Fertigung optimierte Gestaltung der Fertigungsteile und den Einsatz von Standardkomponenten.
  • Aus dem Stand der Technik sind Klappflügelsysteme bekannt. Klappflügelsysteme werden stets dann verwendet, wenn ein Lenkflugkörper einen Flügel zur Stabilisierung seines Flugs benötigt, gleichzeitig jedoch aus einem, zumeist zylindrischen, Startrohr gestartet werden soll. In diesem Fall werden Klappflügelsysteme verwendet, wobei der Flügel eingeklappt ist, um den Flugkörper in dem Startrohr unterzubringen. Sobald der Flugkörper gestartet wird und das Startrohr verlässt, geht der Flügel in den ausgeklappten Zustand über, so dass der Flugkörper gelenkt werden kann.
  • Bei bekannten Systemen ist jedoch nachteilig, dass diese sehr aufwändig und damit teuer zu fertigen sind. Außerdem sind bekannte Systeme nicht für eine Vielzahl von Flugkörpern verwendbar, insbesondere sind bekannte Systeme nicht skalierbar oder adaptierbar.
  • Des Weiteren ist aus der US 6,186,442 B1 ein Flugobjekt mit einem Flügelentfalter und einer Verriegelung bekannt. Eine Torsionsfeder, welche den Flügel mit einer Basis verbindet, entfaltet den Flügel nach dem Lösen des Objekts aus seinem Lagerbehälter. Weiter ist aus der US 4,673,146 A eine Flügelanordnung bekannt, welche einen Flügel, eine Verriegelung und einen Bund aufweist, welcher mit dem Flügel verbunden ist. Außerdem ist aus der DE 27 28 388 C2 ein Leitwerk für ein mit Überschallgeschwindigkeit vorantreibbares Projektil bekannt.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Klappflügelsystem bereitzustellen, das bei einfacher und kostengünstiger Herstellung und Montage für eine Vielzahl von Flugkörpern verwendbar ist und insbesondere einfach skalierbar oder adaptierbar ist.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Somit wird die Aufgabe gelöst durch ein Klappflügelsystem, das eine Flügelwurzel und ein
  • Flügeloberteil umfasst. Das Flügeloberteil ist drehbar an der Flügelwurzel gelagert. Durch eine Bewegung des Flügeloberteils relativ zu der Flügelwurzel ist das Flügeloberteil zwischen einer ausgeklappten Position und einer eingeklappten Position bewegbar. Insbesondere ist die Bewegung eine Rotation des Flügeloberteils relativ zu der Flügelwurzel. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Flügelwurzel und das Flügeloberteil über ein Nut-und-Feder-System gegeneinander verriegelbar sind, wenn sich das Flügeloberteil in der ausgeklappten Position befindet. Durch die Verriegelung mittels Nut und Feder ist sichergestellt, dass das Flügeloberteil nicht aus der ausgeklappten Position herausbewegt werden kann. Somit ist sichergestellt, dass das Klappflügelsystem seine Flügelwirkung entfalten kann, ohne dass diese durch ein versehentliches Einklappen des Flügeloberteils gestört wird. Die Flügelwurzel ist insbesondere von außen auf eine Flugkörperhülle aufbringbar und an dieser befestigbar, insbesondere durch Befestigungselemente wie Schrauben, Nieten oder eine Klebeverbindung. Der Klappflügel zeichnet sich neben der Robustheit und Zuverlässigkeit, welche bereits mehrfach während eines Eject-Versuchs verifiziert wurden, durch die Möglichkeit der Skalierung und einfachen Adaption an andere Flugkörper aus, da die Flügel nicht in die Hülle des Flugkörpers eingreifen. Die Flügelwurzel kann integral mit der Flugkörpersektion gefertigt werden (z.B. Präzisionsstrangpressen) oder auf die Flugkörpersektion außen aufgebracht werden.
  • Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Flügeloberteil über eine Achse an der Flügelwurzel gelagert ist. Dazu weist die Flügelwurzel eine erste Achsaufnahme auf, während das Flügeloberteil eine zweite Achsaufnahme aufweist. Die Achse ist innerhalb der ersten Achsaufnahme und der zweiten Achsaufnahme angeordnet. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die erste Achsaufnahme zumindest ein erstes Achsaufnahmeelement und die zweite Achse zumindest ein zweites Achsaufnahmeelement umfasst. Besonders vorteilhaft sind mehrere erste Achsaufnahmeelemente und mehrere zweite Achsaufnahmeelemente vorhanden, wobei insbesondere die Anzahl an ersten Achsaufnahmeelementen und zweiten Achsaufnahmeelementen gleich ist. Vorteilhafterweise ist die Achse abwechselnd innerhalb des ersten Achsaufnahmeelements und des zweiten Achsaufnahmeelements geführt. Dies ergibt eine Anbindung des Flügeloberteils an die Flügelwurzel in Art eines Scharniers.
  • Besonders bevorzugt ist jedem ersten Achsaufnahmeelement genau ein zweites Achsaufnahmeelement zugeordnet. Das erste Achsaufnahmeelement weist eine Nut auf, während das zugeordnete zweite Achsaufnahmeelement eine korrespondierende Feder aufweist. In einer alternativen Ausgestaltung weist das erste Achsaufnahmeelement eine Feder auf, während das zugeordnete zweite Achsaufnahmeelement eine korrespondierende Nut aufweist. Somit ist das zuvor genannte Nut-und-Feder-System insbesondere in der ersten Achsaufnahme und der zweiten Achsaufnahme, besonders vorteilhaft in dem ersten Achsaufnahmeelement und dem zweiten Achsaufnahmeelement realisiert. Unter dem Begriff "zugeordnet" ist hier insbesondere zu verstehen, dass die Nut oder Feder des ersten Achsaufnahmeelements mit der Feder oder Nut des zugeordneten zweiten Achsaufnahmeelements in Eingriff bringbar ist, so dass die genannte Verriegelung realisiert ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass Nut und Feder ausschließlich von zugeordneten ersten Aufnahmeelementen und zweiten Aufnahmeelementen miteinander in Eingriff bringbar sind.
  • Weiterhin ist besonders vorteilhaft, wenn die Feder durch eine Relativbewegung zwischen Flügeloberteil und Flügelwurzel parallel zu der Achse in die Nut einführbar ist. Somit wird zum Ausklappen des Klappflügelsystems, d.h., zum Überführen des Flügeloberteils in die ausgeklappte Position, eine Rotation um die Achse benötigt, während zum Verriegeln des Flügeloberteils an der Flügelwurzel eine Translation entlang der Achse benötigt ist. Durch diese Trennung der Bewegungen ist eine sichere und zuverlässige Verriegelung sichergestellt. Erfindungsgemäß weisen die Nut und die Feder jeweils einen Verjüngungsbereich mit konisch zulaufenden Flanken und einem Endbereich mit parallelen Flanken auf. Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn die konisch zulaufenden Flanken Fasen in den parallelen Flanken sind. Somit ist insbesondere vorgesehen, dass zum Einführen der Feder in die Nut zunächst der Verjüngungsbereich der Feder in den Verjüngungsbereich der Nut eingeführt werden muss, was durch die konisch zulaufenden Flanken oder Fasen vereinfacht ist. Sobald die Feder in die Nut vollständig eingeführt ist, blockieren die Flanken der Endbereiche eine Relativbewegung zwischen Nut und Feder in allen Richtungen außer entlang der Einführungsrichtung der Feder in die Nut. Somit ist insbesondere eine Rotation des Flügeloberteils um die Achse verhindert.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass auf der Achse ein elastisches Element gelagert ist, die jedes erste Achsaufnahmeelement an das zugeordnete zweite Achsaufnahmeelement drückt. Besonders vorteilhaft ist das elastische Element eine Druckfeder. Die Druckfeder stützt sich besonders vorteilhaft an einem ersten Ende der Achse sowie an einem ersten Achsaufnahmeelement ab. Gleichzeitig ist vorgesehen, dass sich ein zweites Ende der Achse an einem zweiten Achsaufnahmeelement abstützt. Auf diese Weise ist die Achse stets auf Zug belastet, wodurch das erste Achsaufnahmeelement und das zugehörige zweite Achsaufnahmeelement stets aneinandergepresst sind. Somit ist sichergestellt, dass die zum Einführen der Feder in die Nut notwendige Relativbewegung zwischen Flügeloberteil und Flügelwurzel automatisch dann durchgeführt wird, wenn sich das Flügeloberteil in der ausgeklappten Position befindet. Zum Lösen der Verriegelung, das bedeutet zum Ausführen der Feder aus der Nut, müsste somit gegen die elastische Federwirkung des elastischen Elements, insbesondere der Druckfeder, eine Bewegung des Flügeloberteils relativ zu der Flügelwurzel ausgeführt werden. Die zur Verrieglung nötige Translation findet bevorzugt entgegen der Flugrichtung des Klappflügelsystems statt, so dass Massenträgheit bei Beschleunigung und aerodynamische Kräfte die Wirkung des elastischen Elements verstärken und nicht schwächen können.
  • Das erste Achsaufnahmeelement oder das zweite Achsaufnahmeelement weisen bevorzugt einen Anschlag auf, der eine Bewegung des Flügeloberteils relativ zu der Flügelwurzel über die ausgeklappte Position heraus blockiert. Somit ist sichergestellt, dass bei einer Ausklappbewegung des Flügeloberteils relativ zu der Flügelwurzel das Flügeloberteil in der ausgeklappten Position gestoppt wird, so dass die Feder in die Nut eingeführt werden kann, wodurch die Blockierung oder Verriegelung des Flügeloberteils relativ zu der Flügelwurzel erfolgt.
  • Das Klappflügelsystem weist bevorzugt außerdem ein elastisches Drehelement auf, wobei eine Federkraft des elastischen Drehelements das Flügeloberteil in die ausgeklappte Position drängt. Somit muss eine äußere Kraft auf das Klappflügelsystem, insbesondere auf das Flügeloberteil, wirken, um das Flügeloberteil in der eingeklappten Position zu halten. Sobald diese äußere Kraft wegfällt, bewirkt die Federkraft des elastischen Drehelements, dass das Flügeloberteil eine Relativbewegung zu der Flügelwurzel ausführt, um in die ausgeklappte Position bewegt zu werden. Insbesondere bei Vorhandensein des zuvor beschriebenen Anschlags wird das Flügeloberteil durch das elastische Drehelement gegen den Anschlag gepresst. Ist außerdem das beschriebene elastische Element auf der Achse gelagert, so findet automatisch eine Verriegelung des Klappflügelsystems statt, da durch die elastische Federkraft des elastischen Elements die Feder in die Nut eingeführt wird.
  • Das elastische Drehelement ist besonders vorteilhaft eine Schenkelfeder. Außerdem ist vorgesehen, dass das elastische Drehelement einen ersten Schenkel aufweist, der in eine Bohrung des Flügeloberteils eingeführt ist. Ebenso ist bevorzugt vorgesehen, dass das elastische Drehelement einen zweiten Schenkel aufweist, der gegenüber dem ersten Schenkel um einen Vorspannwinkel abgewinkelt ist. Über die Höhe des Vorspannwinkels lässt sich insbesondere eine Vorspannung des elastischen Drehelements einstellen. Der zweite Schenkel liegt vorteilhafterweise an der Flügelwurzel an oder liegt in einer hierfür vorgesehenen Tasche in der Flügelwurzel. Sollte das elastische Drehelement, insbesondere die Schenkelfeder, symmetrisch aufgebaut sein, so ist alternativ ebenso vorgesehen, dass der erste Schenkel anstatt in einer Bohrung des Flügeloberteils geführt zu sein, an dem Flügeloberteil anliegt.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
    • Figur 1
    eine schematische Übersicht über das Klappflügelsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    Figur 2
    eine schematische Ansicht des Klappflügelsystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer ausgeklappten Stellung,
    Figur 3
    eine schematische Ansicht des elastischen Drehelements des Klappflügelsystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    Figur 4
    eine schematische Ansicht des Nut-und-Feder-Systems des Klappflügelsystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    Figur 5
    eine erste schematische Ansicht des Klappflügelsystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer eingeklappten Position,
    Figur 6
    eine zweite schematische Ansicht des Klappflügelsystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer eingeklappten Position,
    Figur 7
    eine schematische Ansicht des Flügeloberteils des Klappflügelsystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
    Figur 8
    eine schematische Ansicht der Flügelwurzel des Klappflügelsystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Figur 1 zeigt schematisch ein Klappflügelsystem 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Klappflügelsystem 10 umfasst ein Flügeloberteil 4 sowie eine Flügelwurzel 3 und eine Achse 5, wobei die Achse 5 das Flügeloberteil 4 rotierbar an der Flügelwurzel 3 lagert. Die Flügelwurzel 3 ist detailliert in Figur 8 dargestellt, während das Flügeloberteil 4 detailliert in Figur 7 gezeigt ist.
  • Aus Figur 7 und 8 ist ersichtlich, dass die Flügelwurzel 3 eine erste Achsaufnahme 11 und das Flügeloberteil 4 eine zweite Achsaufnahme 12 umfasst, wobei die erste Achsaufnahme 11 eine Vielzahl von ersten Achsaufnahmeelementen 15 aufweist, während die zweite Achsaufnahme 12 eine Vielzahl von zweiten Achsaufnahmeelementen 16 umfasst.
  • Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, sind die ersten Achsaufnahmeelemente 15 und die zweiten Achsaufnahmeelemente 16 abwechselnd auf der Achse 5 angeordnet, wobei jeweils ein erstes Achsaufnahmeelement 15 einem zweiten Achsaufnahmeelement 16 zugeordnet ist.
  • Außerdem weist das Klappflügelsystem 10 eine Vielzahl von elastischen Drehelementen 1 oder Schenkelfedern 1 auf. In Figur 1 sind sechs Schenkelfedern 1 dargestellt, die im Wesentlichen symmetrisch um einen Mittelpunkt angeordnet sind, wobei der Mittelpunkt die Achse 5 in zwei im Wesentlichen gleich lange Achsteile unterteilt.
  • Der Aufbau der Schenkelfedern 1 ist in Figur 3 dargestellt. Die Schenkelfedern 1 umfassen einen ersten Schenkel 17, einen Federkörper 19, sowie einen zweiten Schenkel 18. Die Schenkelfedern 1, deren Federkörper 19 auf der Achse 5 mit dem Flügeloberteil 4 gelagert sind, stützen sich über den zweiten Schenkel 18 an der Seite der Flügelwurzel 3 ab. Auf Bohrungen oder Taschen in der Flügelwurzel 3 kann so verzichtet werden.
  • Damit sich der zweite Schenkel 18 an der Seite der Flügelwurzel 3 abstützen kann, ist die Schenkelfeder 1 wie in Figur 3 dargestellt, gestaltet. Somit ist der zweite Schenkel 18 um einen Vorspannwinkel α gegenüber dem ersten Schenkel 17 abgewinkelt. Über den Vorspannwinkel α des ausgestellten zweiten Schenkels 18 kann die Vorspannung definiert werden.
  • Der ausgestellte zweite Schenkel 18 der Schenkelfeder 1 kann auf der Seite der Flügelwurzel 3 gleiten. Der erste Schenkel 17 jeder Schenkelfedern 1 ist in jeweils einer Bohrung des Flügeloberteils 4 eingeführt. Mit einer punktsymmetrischen oder spiegelsymmetrischen Ausführung der Schenkelfedern 1 kann auf die Bohrungen im Flügeloberteil 4 verzichtet werden. Auf der Achse 5 ist weiterhin ein elastisches Element 2 oder eine Druckfeder 2 gelagert, die die Achse 5 über die Mutter 6 samt Flügeloberteil 4 nach hinten zieht und so die von Flügeloberteil 4 und Flügelwurzel 3 gebildeten Scharnierelemente aufeinander presst. Auf der anderen Seite stützt sich die Druckfeder 2 über die Unterlegscheibe 7 auf die Sicherungsscheibe 8 auf der Achse 5 ab.
  • Das Klappflügelsystem 10 ist wie ein Scharnier aufgebaut. Die Schenkelfeder 1 bewirkt die rotatorische Aufrichtung des Flügeloberteils 4, die Druckfeder 2 dient einer translatorischen Bewegung des Flügeloberteils 4 relativ zur Flügelwurzel 3 zur Verriegelung der Endposition, d.h., der ausgeklappten Position.
  • Um das Flügeloberteil 4 an der Flügelwurzel 3 zu arretieren, weist das Klappflügelsystem 10 ein Nut-und-Feder-System 13, 14 auf. Dies ist in Figur 4 und Figur 5 dargestellt. In Figur 4 sind jeweils ein erstes Achsaufnahmeelement 15 und ein zweites Achsaufnahmeelement 16 gezeigt, wohingegen Figur 5 das gesamte Klappflügelsystem 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel in einer eingeklappten Position zeigt.
  • Wie insbesondere aus Figur 4 ersichtlich ist, weist in dem Ausführungsbeispiel das erste Achsaufnahmeelement 15 eine Feder 13 auf, während das zweite Achsaufnahmeelement 16 eine Nut 14 aufweist. Erfindungsgemäß kann die Anordnung von Nut 14 und Feder 13 vertauscht werden.
  • Die Feder 13 sowie die Nut 14 weisen jeweils einen Verjüngungsbereich 20 und einen Endbereich 21 auf. Der Verjüngungsbereich 20 zeichnet sich durch konisch zulaufende Flanken aus, während die Flanken im Endbereich 21 zumindest abschnittsweise parallel verlaufen. Wird auf einen parallelen Verlauf komplett verzichtet, muss eine wesentlich stärkere Feder für Translation verwendet werden, da sich sonst das Flügeloberteil 4 über die konischen Flanken wieder klappen lässt. Die Lastabtragung, die bei parallelen Flanken durch Formschluss sichergestellt wird, muss beim Verzicht auf parallele Flanken durch Kraftschluss realisiert werden, was durch die höhere Vorspannung in Translationsrichtung erreicht werden muss. Dies äußert sich in einer Zunahme der Reibkraft an den Auflageflächen der Achsaufnahmeelemente 15, 16 und bedingt damit eine ebenfalls höhere Vorspannung der elastischen Drehelemente 1 für die Rotationsbewegung. Der Formschluss ist daher vorzuziehen. Um die Feder 13 in die Nut 14 einzuführen, muss zunächst der Verjüngungsbereich 20 der Feder 13 in den Verjüngungsbereich 20 der Nut 14 eingeführt werden. Aufgrund der konischen zulaufenden Flanken ist dies vereinfacht. Anschließend kann die Feder 13 vollständig in die Nut 14 eingeführt werden, wobei die Endbereiche 21 zumindest abschnittsweise überlappen. Es ist vorgesehen, dass die Endbereiche 21 einen Formschluss bewirken, so dass sämtliche Relativbewegungen zwischen erstem Achsaufnahmeelement 15 und zweiten Achsaufnahmeelement 16 mit Ausnahme von Bewegungen entlang der Einführungsrichtung der Feder 13 in die Nut 14 blockiert sind. Insbesondere ist so auch eine Rotation des Flügeloberteils 4 um die Achse 5 verhindert, so dass das Flügeloberteil 4 in der ausgeklappten Position verriegelt und damit fixiert ist. Die Verjüngungsbereiche 20 sind insbesondere derart gebildet, dass die parallelen Flanken des Endbereichs 21 Fasen aufweisen. Somit ist der Verjüngungsbereich 20 der Feder 13 und der Nut 14 sehr einfach zu fertigen.
  • Die Verriegelung des Flügeloberteils 4 an der Flügelwurzel 3 erfolgt dann wie folgt: Durch die Fasen innerhalb des Verjüngungsbereichs 20 von Feder 13 und Nut 14 erfolgt ein vereinfachtes Einfädeln von der Feder 13 in die Nut 14. An die jeweilige Fase der Nut 14 schließt sich ein paralleler gerader Verlauf der Nutflanken an, in den die entsprechend gestaltete Feder 13 in der Endposition formschlüssig eingreift.
  • Sobald die Nuten 14 und Federn 13 der ersten Achsaufnahmeelemente 15 und zweiten Achsaufnahmeelemente 16 fluchtend ausgerichtet sind, gleiten diese aufgrund der Federkraft der Druckfeder 2 ineinander und verriegeln das Flügeloberteil 4. Figur 5 zeigt die Stellung des eingeklappten Klappflügelsystems 10 und die Nuten 14 und Feder 13 der ersten Achsaufnahmeelemente 15 und zweiten Achsaufnahmeelemente 16.
  • Auf der Gegenseite zur Klapprichtung weisen die ersten Achsaufnahmeelemente 15 des Flügeloberteils 4 Anschläge 9 auf, wie in Figur 6 gezeigt ist. Diese stoppen die Rotation des Flügeloberteils 4 in der Endposition, d.h., in der aufgeklappten Position, welche sich aus der aufrichtenden Wirkung des Drehmoments der Schenkelfedern 1 ergibt. Somit werden auch die Nuten 14 und die Federn 13 in der fluchtend ausgerichteten Position gehalten, so dass eine einfache und zuverlässige Verriegelung erfolgt.
  • Es ist ersichtlich, dass das Klappflügelsystem 10 sehr einfach und damit kostengünstig aufgebaut ist. Außerdem ist das Klappflügelsystem 10 einfach skalierbar und damit für unterschiedliche Lenkflugkörper adaptierbar.
  • Ein weiterer Vorteil des Klappflügelsystems 10 liegt darin, dass dieses nicht in die Hülle des Lenkflugkörpers eingreift, so dass eine sehr einfache und kostengünstige Montage des Klappflügelsystems 10 an dem Lenkflügelkörper ermöglicht ist.
  • Neben der vorstehenden schriftlichen Offenbarung wird hiermit zur weiteren Offenbarung der Erfindung ergänzend ausdrücklich auf die Darstellung in den Figuren 1 bis 8 Bezug genommen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    elastisches Drehelement (Schenkelfeder)
    2
    elastisches Element (Druckfeder)
    3
    Flügelwurzel
    4
    Flügeloberteil
    5
    Achse
    6
    Mutter
    7
    Unterlegscheibe
    8
    Sicherungsscheibe
    9
    Anschlag
    10
    Klappflügelsystem
    11
    erste Achsaufnahme
    12
    zweite Achsaufnahme
    13
    Feder
    14
    Nut
    15
    erstes Achshalteelement
    16
    zweites Achshalteelement
    17
    erster Schenkel
    18
    zweiter Schenkel
    19
    Federkörper
    20
    Verjüngungsbereich
    21
    Endbereich
    α
    Vorspannwinkel

Claims (8)

  1. Klappflügelsystem (10), umfassend:
    - eine Flügelwurzel (3),
    - ein über eine Achse (5) an der Flügelwurzel (3) drehbar gelagertes Flügeloberteil (4),
    - wobei die Flügelwurzel (3) eine erste Achsaufnahme (11) mit zumindest einem Achsaufnahmeelement (15) und das Flügeloberteil (4) eine zweite Achsaufnahme (12) mit zumindest einem zweiten Achsaufnahmeelement (16) umfasst, und wobei die Achse (5) innerhalb der ersten Achsaufnahme (11) und der zweiten Achsaufnahme (12) angeordnet ist,
    - wobei das Flügeloberteil (4) relativ zu der Flügelwurzel (3) zwischen einer ausgeklappten und einer eingeklappten Position bewegbar ist, und
    - wobei das Flügeloberteil (4) und die Flügelwurzel (3) über ein Nut-und-Feder-System (13, 14) gegeneinander verriegelbar sind, wenn sich das Flügeloberteil (4) in der ausgeklappten Position befindet,
    - wobei jedem ersten Achsaufnahmeelement (15) ein zweites Achsaufnahmeelement (16) zugeordnet wobei das erste Achsaufnahmeelement (15) eine Nut (14) und das zugeordnete zweite Achsaufnahmeelement (16) eine korrespondierende Feder (13) aufweist, wobei die Nut (13) und die Feder (14) einen Verjüngungsbereich (20) mit konisch zulaufenden Flanken und einen Endbereich (21) mit zumindest abschnittsweise parallel verlaufenden Flanken aufweist, oder wobei das erste Achsaufnahmeelement (15) eine Feder (13) und das zugeordnete zweite Achsaufnahmeelement (16) eine korrespondierende Nut (14) aufweist, wobei die Nut (13) und die Feder (14) einen Verjüngungsbereich (20) mit konisch zulaufenden Flanken und einen Endbereich (21) mit zumindest abschnittsweise parallel verlaufenden Flanken aufweist.
  2. Klappflügelsystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (14) in die Nut (13) durch eine Relativbewegung zwischen Flügeloberteil (4) und Flügelwurzel (3) parallel zur Achse (5) einführbar ist.
  3. Klappflügelsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die konisch zulaufenden Flanken Fasen in dem zumindest abschnittsweise parallelen Flanken sind.
  4. Klappflügelsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Achse (5) ein elastisches Element (2) gelagert ist, dass jedes erste Achsaufnahmeelement (15) an das jeweils zugeordnete zweite Achsaufnahmeelement (16) drückt.
  5. Klappflügelsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Achsaufnahmeelement (15) oder das zweite Achsaufnahmeelement (16) einen Anschlag (9) aufweist, der eine Bewegung des Flügeloberteils (4) relativ zu der Flügelwurzel (3) über die ausgeklappte Position heraus blockiert.
  6. Klappflügelsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein elastisches Drehelement (1), wobei eine Federkraft des elastischen Drehelements (1) das Flügeloberteil (4) in die ausgeklappte Position drängt.
  7. Klappflügelsystem (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Drehelement (1) einen ersten Schenkel (17) aufweist, der in einer Bohrung des Flügeloberteils (4) geführt ist.
  8. Klappflügelsystem (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Drehelement (1) einen zweiten Schenkel (18) aufweist, der gegenüber dem ersten Schenkel (17) um einen Vorspannwinkel (a) abgewinkelt ist, wobei der zweite Schenkel (18) an der Flügelwurzel (3) anliegt.
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