[go: up one dir, main page]

DE102019118324B4 - Device and method for changing the position and shape of a body - Google Patents

Device and method for changing the position and shape of a body Download PDF

Info

Publication number
DE102019118324B4
DE102019118324B4 DE102019118324.3A DE102019118324A DE102019118324B4 DE 102019118324 B4 DE102019118324 B4 DE 102019118324B4 DE 102019118324 A DE102019118324 A DE 102019118324A DE 102019118324 B4 DE102019118324 B4 DE 102019118324B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
actuator
deformable body
state
shape
brought
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
DE102019118324.3A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102019118324A1 (en
Inventor
Johannes RIEMENSCHNEIDER
Michael Rose
Srinivas Vasista
Matteo Regé
Hans Peter Monner
Steffen Kalow
Giada Abate
Zhuzhell Montano
Alexander Kokott
Thomas Haase
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.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority to DE102019118324.3A priority Critical patent/DE102019118324B4/en
Publication of DE102019118324A1 publication Critical patent/DE102019118324A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102019118324B4 publication Critical patent/DE102019118324B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00Wings
    • B64C3/38Adjustment of complete wings or parts thereof
    • B64C3/385Variable incidence wings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00Wings
    • B64C3/38Adjustment of complete wings or parts thereof
    • B64C3/44Varying camber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00Wings
    • B64C3/38Adjustment of complete wings or parts thereof
    • B64C3/44Varying camber
    • B64C2003/445Varying camber by changing shape according to the speed, e.g. by morphing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

Vorrichtung (10) mit mindestens einem verformbaren Körper (20), der von einem ersten Formzustand mit einer ersten Bauteilgeometrie (20a) in einen zweiten Formzustand mit einer von der ersten Bauteilgeometrie (20a) verschiedenen zweiten Bauteilgeometrie (20b) durch Aufbringen einer Verformungskraft bringbar ist und mit einer Verstelleinrichtung zur Positions- und Formveränderung des verformbaren Körpers (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung aufweist:- ein erstes Verstellglied (11), welches mit einem ersten Gliedende (11a) gelenkig an einem ersten Endabschnitt des verformbaren Körpers (20) und mit einem gegenüberliegenden zweiten Gliedende (11b) gelenkig an einem Grundgestell (13) an einem ersten Punkt befestigt ist,- mindestens ein zweites Verstellglied (12), welches mit einem ersten Gliedende (12a) gelenkig an einem zu dem ersten Endabschnitt gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt des verformbaren Körpers (20) und mit einem gegenüberliegenden zweiten Gliedende (12b) gelenkig an dem Grundgestell (13) an einem von dem ersten Punkt beabstandeten zweiten Punkt befestigt ist, und- eine Aktuatoreinrichtung (14), die mit dem aus dem verformbaren Körper (20), dem ersten Verstellglied (11), dem zweiten Verstellglied (12) sowie der Anordnung an dem Grundgestell (13) gebildeten Koppelgetriebe derart zusammenwirkt,- dass beim Überführen der Aktuatoreinrichtung (14) von einem ersten Aktuatorzustand in einen zweiten Aktuatorzustand der verformbare Körper (20) von einer ersten Position in eine zweite Position gebracht wird, und- dass beim Überführen der Aktuatoreinrichtung (14) von dem zweiten Aktuatorzustand in einen dritten Aktuatorzustand der verformbare Körper (20) durch einen Endanschlag (15) in der zweiten Position verbleibt und stattdessen eine Verformungskraft auf den verformbaren Körper (20) ausgeübt wird, so dass der verformbare Körper (20) ein Quasigelenk des Koppelgetriebes bildet und von dem ersten Formzustand in den zweiten Formzustand gebracht wird.Device (10) with at least one deformable body (20) which can be brought from a first shape state with a first component geometry (20a) into a second shape state with a second component geometry (20b) different from the first component geometry (20a) by applying a deformation force and with an adjusting device for changing the position and shape of the deformable body (20), characterized in that the adjusting device has:- a first adjusting member (11) which is articulated with a first member end (11a) at a first end section of the deformable body (20 ) and is articulated with an opposite second link end (11b) to a base frame (13) at a first point,- at least one second adjustment link (12) which is articulated with a first link end (12a) to a second end section opposite to the first End section of the deformable body (20) and having an opposite second limb end (12 b) is articulated to the base frame (13) at a second point spaced apart from the first point, and- an actuator device (14) which is connected to the deformable body (20), the first adjustment member (11), the second adjustment member (12) and the arrangement on the base frame (13) interacts in such a way that when the actuator device (14) is transferred from a first actuator state to a second actuator state, the deformable body (20) is brought from a first position to a second position , and- that when the actuator device (14) is transferred from the second actuator state to a third actuator state, the deformable body (20) remains in the second position by means of an end stop (15) and a deformation force is exerted on the deformable body (20) instead, so that the deformable body (20) forms a quasi-joint of the linkage and is brought from the first shape state into the second shape state becomes.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit mindestens einem verformbaren Körper, der von einem ersten Formzustand mit einer ersten Bauteilgeometrie in einen zweiten Formzustand mit einer von der ersten Bauteilgeometrie verschiedenen zweiten Bauteilgeometrie durch Aufbringen einer Verformungskraft bringbar ist. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Positions- und Formveränderung eines solchen verformbaren Körpers.The invention relates to a device with at least one deformable body that can be brought from a first shape with a first component geometry into a second shape with a second component geometry that differs from the first component geometry by applying a deformation force. The invention also relates to a method for changing the position and shape of such a deformable body.

Die Form eines Gegenstandes spielt nicht nur vor dem Hintergrund des Designs eine große Rolle, sondern ist in vielen Fällen auch aus technischer Hinsicht entscheidend. So ist es beispielsweise für Tragflächen von Flugzeugen entscheidend, dass die Form der Tragflächen die notwendigen aerodynamischen Eigenschaften aufweist, damit der zum Fliegen benötigte Auftrieb erzeugt werden kann. Eine stabile Form ist hier wesentlich, nicht nur aus sicherheitstechnischen Aspekten.The shape of an object not only plays a major role in terms of design, but in many cases is also decisive from a technical point of view. For example, it is crucial for aircraft wings that the shape of the wings has the necessary aerodynamic properties so that the lift required for flight can be generated. A stable shape is essential here, and not just from a safety perspective.

Gerade im Bereich der Tragflächen von Flugzeugen offenbaren jedoch starre Formen ihren größten Nachteil, nämlich dass sie unveränderbar sind. Denn je nach Flugphase ist es wünschenswert, dass die Tragflächen unterschiedliche aerodynamische Eigenschaften besitzen, um sich an die jeweilige Flugphase bestmöglich anzupassen. Daher weisen Tragflächen großer Verkehrsflugzeuge in der Regel Vorflügel (auch Slats genannt) und/oder Landeklappen auf, die während der Start- und Landephase ausgefahren und so die Auftriebsfläche der Tragflächen verändern. Dabei entsteht eine Profilveränderung der Tragflächen, die es den Verkehrsflugzeugen ermöglicht, den notwendigen Auftrieb mit Hilfe der Tragflächen auch bei niedrigen Geschwindigkeiten zu erzeugen, ohne einen Strömungsabriss befürchten zu müssen.In the area of aircraft wings, however, rigid shapes reveal their greatest disadvantage, namely that they cannot be changed. Because depending on the flight phase, it is desirable for the wings to have different aerodynamic properties in order to adapt as best as possible to the respective flight phase. For this reason, wings of large commercial aircraft usually have leading edge slats (also called slats) and/or landing flaps, which are extended during the take-off and landing phase and thus change the lifting surface of the wings. This results in a change in the profile of the wings, which enables commercial aircraft to generate the necessary lift with the help of the wings, even at low speeds, without having to fear a stall.

Bei derartigen Vorflügeln oder Landeklappen erfolgt jedoch die Veränderung des Profils rein mechanisch derart, dass die Vorflügel oder Landeklappen zusätzliche starre mechanische Elemente darstellen, die in eine entsprechende Zielstellung gebracht werden können. Hierdurch können zwar große Verformungen bei vergleichsweise geringen Aktuatorkräften ermöglicht werden. Allerdings entstehen dabei oftmals große zusätzliche Spalte oder sonstige Unstetigkeiten auf der Oberfläche, die durch ein entsprechendes Flügeldesign ja gerade vermieden werden sollen. Außerdem bieten derartige starre mechanische Elemente nicht die Möglichkeit einer sehr genauen, graduellen Anpassung.With such slats or landing flaps, however, the profile is changed purely mechanically in such a way that the slats or landing flaps represent additional rigid mechanical elements that can be brought into a corresponding target position. As a result, large deformations can be made possible with comparatively low actuator forces. However, this often results in large additional gaps or other discontinuities on the surface, which should be avoided by a corresponding wing design. In addition, such rigid mechanical elements do not offer the possibility of a very precise, gradual adjustment.

Aus diesen Gründen existiert seit einiger Zeit die Bestrebung, derartige Elemente (im Sinne der vorliegenden Erfindung als Körper bezeichnet) an sich formverändernd auszugestalten, sodass sich solche Körper von einem ersten Formzustand in einen zweiten Formzustand überführen lassen. Dabei verändern solche formverändernden Körper ihre Bauteilgeometrie und sind so keine klassischen Starrkörper mehr. Solche formverändernden Körper werden auch als „Morphing Strukturen“ bezeichnet.For these reasons, efforts have been made for some time to design such elements (referred to as bodies in the context of the present invention) to be shape-changing, so that such bodies can be transferred from a first shape state to a second shape state. In the process, such shape-changing bodies change their component geometry and are therefore no longer classic rigid bodies. Such shape-changing bodies are also referred to as "morphing structures".

Aus der NL 2006936C ist eine formveränderbare Struktur einer Tragfläche bekannt, bei der ohne zusätzliche mechanische Hilfsmittel die tatsächliche Form bzw. das Profil der Tragfläche in einem begrenzten Umfang geändert werden kann. Hierzu werden zwei oder mehr Reihen von miteinander verbundenen Zellen vorgeschlagen, wobei die Zellen einer Reihe mit einem Druck beaufschlagt werden. Werden nun die Zellen der ersten Reihe mit einem hohen Druck und die Zellen der zweiten Reihe mit einem niedrigen Druck beaufschlagt, so verändert sich das Profil der Tragfläche in eine gewünschte erste Form. Wird das Druckverhältnis der Zellreihen jedoch umgekehrt, so kann die Form wieder zurück in die Ausgangsform überführt werden.From the NL 2006936C a shape-changeable structure of an airfoil is known, in which the actual shape or the profile of the airfoil can be changed to a limited extent without additional mechanical aids. To this end, two or more rows of interconnected cells are proposed, with the cells in a row being subjected to pressure. If the cells in the first row are subjected to a high pressure and the cells in the second row are subjected to a low pressure, the profile of the wing changes to a desired first shape. However, if the pressure ratio of the rows of cells is reversed, the shape can be converted back to the original shape.

Zwar ist es hierdurch möglich, das Profil einer Tragfläche, oder allgemeiner formuliert eines beliebigen Gegenstandes, in seiner grundlegenden Form zwischen zwei verschiedenen Formzuständen zu wechseln, jedoch nur hinsichtlich einer Form mit einer Krümmung. Mehrfach gekrümmte Flächen können mit der in der oben genannten niederländischen Patentanmeldung vorgeschlagenen formändernden Struktur nicht erreicht werden. Mit anderen Worten, mit dem in der oben genannten niederländischen Patentanmeldung vorgeschlagenen Konzept lässt sich die Gaußsche Krümmung einer Form eines Gegenstandes nicht signifikant verändern.Whilst this makes it possible to change the profile of an airfoil, or more generally any object, in its basic shape between two different shape states, but only with respect to a shape with a curvature. Multiple curved surfaces cannot be achieved with the shape-changing structure proposed in the above Dutch patent application. In other words, with the concept proposed in the above Dutch patent application, the Gaussian curvature of a shape of an object cannot be changed significantly.

Aus der US 2011 / 0 038 727 A1 ist eine formverändernde Tragfläche bekannt, in der mehrere, miteinander verbundene Zellen angeordnet sind, die mit einem Druck beaufschlagt werden können. Durch das Verändern der Druckverhältnisse innerhalb der Zelle wird die Querschnittsform einer jeden Zelle verändert, wodurch sich die Tragfläche an ihre äußere Oberfläche verändert.From the U.S. 2011/0 038 727 A1 a shape-changing airfoil is known in which several interconnected cells are arranged, which can be subjected to a pressure. By changing the pressure conditions within the cell, the cross-sectional shape of each cell is changed, which changes the airfoil on its outer surface.

Aus der US 6 015 115 A ist ebenfalls eine formveränderliche Tragfläche für Flugzeuge bekannt, bei der im Inneren blasenartige Körper angeordnet sind, die mit Luft aufgeblasen werden können. Aufgrund der entstehenden Druckverhältnisse im Inneren des Flügels kann die äußere Form verändert werden.From the U.S. Patent No. 6,015,115 a variable-shape wing for aircraft is also known, in which bubble-like bodies are arranged on the inside, which can be inflated with air. Due to the resulting pressure conditions inside the wing, the outer shape can be changed.

Aus der US 2005 / 0 029 406 A1 ist ein Aktuator bekannt, der mit Hilfe von druckdichten Zellen seine Länge verändern kann. Durch Aufbringen eines Druckes in bestimmten Zellen wird deren Form so verändert, dass es insgesamt zu einer Längenveränderung des Aktuators kommt. Hierdurch lassen sich hydraulische Elemente einer mechanischen Anlage, beispielsweise eines Querruders eines Flugzeuges, ersetzen.From the U.S. 2005/0 029 406 A1 an actuator is known that can change its length with the help of pressure-tight cells. By applying pressure in certain cells, their shape is changed in such a way that the overall length of the actuator changes. Through this hydraulic elements of a mechanical system, for example an aileron of an aircraft, can be replaced.

Aus der US 2019 / 0 152 581 A1 ist eine Mechanik zum Herstellen einer Flügelhinterkante bekannt, bei der die Hinterkante von einer ersten Position in eine zweite Position bewegt werden kann. Wird die Hinterkante über die zweite Position hinaus bewegt, so wird über einen mit dem Flügel im Eingriff stehenden Stößel ein Mechanismus im Inneren der Hinterkante betätigt, der zu einer Verformung der Hinterkante führt, um so mehr die Hinterkante über die zweite Position hinaus bewegt wird.From the U.S. 2019/0 152 581 A1 a mechanism for producing a wing trailing edge is known, in which the trailing edge can be moved from a first position to a second position. When the trailing edge is moved beyond the second position, a mechanism inside the trailing edge is actuated via a ram engaged with the wing, causing the trailing edge to deform as the trailing edge is moved beyond the second position.

Aus der US 2016 / 0 185 443 A1 ist die Verformung einer Flügelvorderkante bekannt, bei der mittels eines Kniehebelgelenkes die Form der Flügelvorderkante verändert wird.From the U.S. 2016/0 185 443 A1 the deformation of a wing leading edge is known, in which the shape of the wing leading edge is changed by means of a toggle joint.

Einer der größten Nachteile derartiger formverändernder Körper besteht darin, dass derartige Körper den auftretenden Fluglasten standhalten müssen und gleichzeitig eine große Verformung (große Abweichung von der ersten Bauteilgeometrie zu der zweiten Bauteilgeometrie) ermöglichen sollen, um auch in den verschiedenen Flugphasen sicher eingesetzt werden zu können.One of the greatest disadvantages of such shape-changing bodies is that such bodies have to withstand the flight loads that occur and at the same time should allow a large deformation (large deviation from the first component geometry to the second component geometry) in order to be able to be used safely in the various phases of flight.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verformbaren Körper anzugeben, der eine große Verformbarkeit bei vergleichsweise geringen Aktuatorkräften ermöglicht und dennoch eine graduelle Anpassung bietet, ohne dass hierdurch das Gesamtkonzept zu komplex und schwer wird und sich daher für den Flugbetrieb nicht mehr eignet.It is therefore the object of the present invention to specify a deformable body that enables great deformability with comparatively low actuator forces and still offers gradual adaptation without making the overall concept too complex and heavy and therefore no longer suitable for flight operations.

Die Aufgabe wird mit der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie dem Verfahren gemäß Anspruch 9 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen.The object is achieved with the device according to claim 1 and the method according to claim 9 according to the invention. Advantageous configurations of the invention can be found in the corresponding subclaims.

Gemäß Anspruch 1 wird eine Vorrichtung mit mindestens einem verformbaren Körper vorgeschlagen, der von einem ersten Formzustand mit einer ersten Bauteilgeometrie in einen zweiten Formzustand mit einer von der ersten Bauteilgeometrie verschiedenen zweiten Bauteilgeometrie durch Aufbringen einer Verformungskraft bringbar ist. Ein derartiger Körper ist demzufolge plastisch und/oder elastisch verformbar und kann dabei seine Bauteilgeometrie bzw. Bauteilform verändern. Des Weiteren weist die Vorrichtung eine Verstelleinrichtung zur Positions- und Formveränderung des Körpers auf, die ausgebildet ist, sowohl die Position des verformbaren Körpers als auch die Form des verformbaren Körpers zu verändern bzw. zu verstellen.According to claim 1 a device is proposed with at least one deformable body which can be brought from a first shape state with a first component geometry into a second shape state with a second component geometry different from the first component geometry by applying a deformation force. Such a body is consequently plastically and/or elastically deformable and can thereby change its component geometry or component shape. Furthermore, the device has an adjustment device for changing the position and shape of the body, which is designed to change or adjust both the position of the deformable body and the shape of the deformable body.

Bei der Positionsveränderung wird der verformbare Körper dabei vorzugsweise ohne Formveränderung so bewegt, dass er in Bezug zu einem Referenzsystem eine veränderte Position erhält, während der verformbare Körper bei der Formveränderung vorzugsweise so verformt wird, ohne seine Position in Bezug zu dem Referenzsystem zu verändern.During the change in position, the deformable body is preferably moved without changing its shape in such a way that it obtains a changed position in relation to a reference system, while the deformable body is preferably deformed during the change in shape without changing its position in relation to the reference system.

Erfindungsgemäß weist die Verstelleinrichtung ein erstes Verstellglied auf, welches mit einem ersten Gliedende gelenkig an einem ersten Endabschnitt des verformbaren Körpers und mit einem gegenüberliegenden zweiten Gliedende gelenkig an einem Grundgestell an einem ersten Punkt befestigt ist. Die Verstelleinrichtung weist des Weiteren ein zweites Verstellglied auf, welches mit einem ersten Gliedende gelenkig an einem zu dem ersten Endabschnitt gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt des verformbaren Körpers und mit einem gegenüberliegenden zweiten Gliedende gelenkig an dem Grundgestell an einem von dem ersten Punkt beabstandeten zweiten Punkt befestigt ist. Hierdurch wird durch den verformbaren Körper, dem ersten Verstellglied, dem zweiten Verstellglied sowie die Anordnung an dem Grundgestell ein Koppelgetriebe gebildet (in diesem Fall ein Viereckgelenk), das zur Positionsveränderung entsprechend angesteuert werden kann.According to the invention, the adjusting device has a first adjusting member which is articulated with a first member end to a first end section of the deformable body and with an opposite second member end articulated to a base frame at a first point. The adjustment device also has a second adjustment link, which is articulated with a first link end to a second end section of the deformable body opposite the first end section and with an opposite second link end articulated to the base frame at a second point spaced apart from the first point. As a result, a coupling mechanism is formed by the deformable body, the first adjusting member, the second adjusting member and the arrangement on the base frame (in this case a square joint), which can be controlled accordingly to change the position.

Hierfür weist die Verstelleinrichtung eine Aktuatoreinrichtung mit mindestens einem Aktuator auf, wobei die Aktuatoreinrichtung mit dem gebildeten Koppelgetriebe derart zusammenwirkt, dass beim Überführen der Aktuatoreinrichtung von einem ersten Aktuatorzustand in einen zweiten Aktuatorzustand der verformbare Körper von einer ersten Position in eine zweite Position gebracht wird und dass beim Überführen der Aktuatoreinrichtung von dem zweiten Aktuatorzustand in einen dritten Aktuatorzustand der verformbare Körper durch einen Endanschlag in der zweiten Position verbleibt und durch diesen fixiert ist und stattdessen eine Verformungskraft auf den verformbaren Körper ausgeübt wird, sodass der verformbare Körper von dem ersten Formzustand in den zweiten Formzustand gebracht wird.For this purpose, the adjustment device has an actuator device with at least one actuator, the actuator device interacting with the linkage formed in such a way that when the actuator device is transferred from a first actuator state to a second actuator state, the deformable body is brought from a first position to a second position and that when the actuator device is transferred from the second actuator state to a third actuator state, the deformable body remains in the second position due to an end stop and is fixed by it and instead a deformation force is exerted on the deformable body, so that the deformable body changes from the first shape state to the second shape is brought.

Aufgrund des Endanschlages, durch den eines der beiden Verstellglieder des Koppelgetriebes beim Vorliegen des zweiten Aktuatorzustandes fixiert wird, während das andere Verstellglied beweglich bleibt und nicht fixiert ist, wird beim Überführen der Aktuatoreinrichtung von dem zweiten Aktuatorzustand in den dritten Aktuatorzustand die Position des verformbaren Körpers nicht weiter verändert und stattdessen eine Verformungskraft auf den Körper ausgeübt, die dazu führt, dass der verformbare Körper anstelle einer Positionsveränderung eine Formveränderung vollzieht. In diesem Fall bildet der verformbare Körper ein Quasigelenk des Koppelgetriebes.Due to the end stop, by which one of the two adjusting elements of the linkage is fixed when the second actuator state is present, while the other adjusting element remains movable and is not fixed, the position of the deformable body does not change when the actuator device is transferred from the second actuator state to the third actuator state further changed and instead a deforming force is exerted on the body, which causes the deformable body to undergo a change in shape instead of a change in position. In this case, the deformable body a quasi-joint of the linkage.

Diese Vorrichtung stellt demnach ein Viergelenk dar, welches sich ebenfalls dadurch auszeichnet, dass es, wenn zwei Punkte translatorisch festgelegt sind (die beiden Befestigungspunkte an dem Grundgestell), nur einen Freiheitsgrad aufweist, der die beiden nicht festgelegten Punkte (gelenkige Verbindung zwischen Verstellglied und verformbaren Körper) verschiebt. Der verformbare Körper vollzieht dabei eine Kombination aus Translation und Rotation, deren Größe durch die Länge der einzelnen Stäbe (Verstellglieder) eingestellt werden kann. Ein zusätzlicher Freiheitsgrad (in Form eines zusätzlichen Gelenkes) führt zu einem Fünfgelenk, das zwei Freiheitsgrade hat und damit nicht mehr eindeutig über einen Aktuator in der Bewegung bestimmt werden kann. Das Besondere an der vorliegende Erfindung ist, dass dieses zusätzliche fünfte Gelenk im Normalfall z.B. durch eine parallel geschaltete Steifigkeit festgesetzt ist und damit eine Verformung ausgeschlossen wird. Dieser Freiheitsgrad wird dann nutzbar, wenn die restliche Kinematik mit einem Verstellglied gegen einen Anschlag gefahren wird und sich die Kinematik nicht mehr weiter in diese Richtung bewegen kann. Hierdurch entsteht eine nicht mehr kraftfreie Kinematik, die sich translatorisch und rotatorisch bewegen kann, sondern es entstehen Biegekräfte in dem verformbaren Körper. Diese führen dazu, dass das durch die Steifigkeit überbrückte Gelenk ebenfalls ausgelegt werden kann. Da dieses fünfte Gelenk als verformbare Körper (morphende Struktur) ausgelegt ist, kann neben einer Starrkörperbewegung (vom ersten zum zweiten Aktuatorzustand) auch eine Verformung bzw. Morphing (vom zweiten zum dritten Aktuatorzustand) mit nur einem einzigen Aktuator durchgeführt werden.This device therefore represents a four-bar linkage, which is also characterized in that, when two points are fixed in translation (the two attachment points on the base frame), it has only one degree of freedom that covers the two non-fixed points (articulated connection between the adjustment member and the deformable body) moves. The deformable body performs a combination of translation and rotation, the size of which can be adjusted by the length of the individual rods (adjusting elements). An additional degree of freedom (in the form of an additional joint) leads to a five-bar linkage that has two degrees of freedom and can therefore no longer be clearly determined by an actuator in the movement. What is special about the present invention is that this additional fifth joint is normally fixed, e.g. This degree of freedom can be used when the remaining kinematics are moved against a stop with an adjusting element and the kinematics can no longer move in this direction. This results in kinematics that are no longer force-free, which can move in translation and rotation, but bending forces arise in the deformable body. This means that the joint bridged by the rigidity can also be designed. Since this fifth joint is designed as a deformable body (morphing structure), in addition to a rigid body movement (from the first to the second actuator state), a deformation or morphing (from the second to the third actuator state) can also be carried out with just a single actuator.

Mit der vorliegenden Erfindung wird es somit möglich, eine Starrkörperbewegung mit einer verformenden Bewegung in einer einzigen Vorrichtung so zu kombinieren, dass für den Betrieb dieser Vorrichtung ein einziger Aktuator ausreicht. Durch die Kombination können dabei die Vorteile beider Systeme genutzt werden. So lassen sich mit vergleichsweise geringen Aktuatorkräften große Verformungen (basierend auf der Starrkörperbewegung) ermöglichen und gleichzeitig mithilfe der morphenden Struktur feine graduelle Anpassungen realisieren.With the present invention it is thus possible to combine a rigid body movement with a deforming movement in a single device in such a way that a single actuator is sufficient for the operation of this device. The combination allows the advantages of both systems to be used. In this way, large deformations (based on the rigid body movement) can be made possible with comparatively low actuator forces and, at the same time, fine gradual adjustments can be implemented with the help of the morphing structure.

Zwischen der ersten Position und der zweiten Position sind eine Vielzahl von Zwischenpositionen möglich, sodass die erste Position lediglich eine Startposition oder Neutralposition darstellt, während die zweite Position eine Endposition darstellt. Selbiges gilt für den ersten Formzustand und dem zweiten Formzustand, wobei auch hier eine Vielzahl von Zwischenformenzuständen möglich sind. Auch hier stellt der erste Formzustand eine Anfangsform bzw. einen Anfangsformzustand dar, während der zweite Formzustand eine Endform bzw. einen Endformzustand darstellt.A large number of intermediate positions are possible between the first position and the second position, so that the first position merely represents a starting position or neutral position, while the second position represents an end position. The same applies to the first form state and the second form state, with a large number of intermediate form states being possible here as well. Here, too, the first shape state represents an initial shape or an initial shape state, while the second shape state represents a final shape or a final shape state.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Aktuatoreinrichtung mindestens einen Linearaktuator hat, der mit einem ersten Aktuatorende an dem Grundgestell an einem dritten Punkt befestigt ist und mit einem gegenüberliegenden zweiten Aktuatorende an dem ersten Verstellglied, an dem zweiten Verstellglied oder an dem verformbaren Körper befestigt ist. Vorzugsweise ist der dritte Punkt von dem ersten und dem zweiten Punkt verschieden.According to one embodiment, it is provided that the actuator device has at least one linear actuator, which is fastened with a first actuator end to the base frame at a third point and with an opposite second actuator end is fastened to the first adjustment member, to the second adjustment member or to the deformable body . Preferably, the third point is different from the first and second points.

Ist der Linearaktuator mit seinem zweiten Aktuatorende beispielsweise an dem ersten Verstellglied befestigt, so kann das zweite Verstellglied in dem zweiten Aktuatorzustand durch einen Endanschlag begrenzt werden.If the linear actuator is fastened with its second actuator end to the first adjusting element, for example, then the second adjusting element can be limited by an end stop in the second actuator state.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verstellglieder starr und biegesteif sind.According to a further embodiment it is provided that the adjustment members are rigid and rigid.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Aktuatoreinrichtung mindestens einen Linearaktuator hat, wobei eines der Verstellglieder durch den mindestens einen Linearaktuator derart gebildet wird, dass durch eine Längenverstellung bzw. Längenänderung des betreffenden Verstellglieder der verformbare Körper bewegbar und verformbar ist.According to a further embodiment, it is provided that the actuator device has at least one linear actuator, one of the adjustment members being formed by the at least one linear actuator such that the deformable body can be moved and deformed by a length adjustment or change in length of the relevant adjustment member.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Aktuatoreinrichtung mindestens einen Aktuatuor hat, der an einem der Verstellglieder zum Bewegen der Verstelleinrichtung angreift, wobei das betreffende Verstellglied derart flexibel und biegsam ist, dass es beim Aufbringen der Verformungskraft durch den mindestens einen Aktuator verformt wird, so dass eine Längenänderung zwischen dem ersten Gliedende und dem zweiten Gliedende bewirkt wird, um den verformbaren Körper von dem ersten Formzustand in den zweiten Formzustand zu bringen. Durch den Endanschlag wird dabei das Koppelgetriebe ab dem zweiten Aktuatorzustand in seiner weiteren Bewegung fixiert, sodass durch die Längenänderung des sich verformenden Verstellgliedes eine Verformungskraft auf den verformbaren Körper ausgeübt wird, der zu einer Verformung des Körpers führt.According to a further embodiment, it is provided that the actuator device has at least one actuator which acts on one of the adjustment members for moving the adjustment device, the adjustment member in question being flexible and pliable in such a way that it is deformed by the at least one actuator when the deformation force is applied, such that a change in length is effected between the first link end and the second link end to bring the deformable body from the first shape state to the second shape state. The end stop fixes the further movement of the coupling mechanism from the second actuator state, so that the change in length of the deforming adjusting element exerts a deformation force on the deformable body, which leads to a deformation of the body.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass beim Überführen der Aktuatorvorrichtung von dem ersten Aktuatorzustand in den zweiten Aktuatorzustand der verformbare Körper von der ersten Position in die zweite Position gebracht wird, ohne dabei zu verformen.According to one embodiment, it is provided that when the actuator device is transferred from the first actuator state to the second actuator state, the deformable body is brought from the first position into the second position without deforming in the process.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der verformbare Körper ein profilierter Strömungskörper ist. Ein solcher profilierter Strömungskörper kann dabei beispielsweise ein Vorflügel sein.According to one embodiment it is provided that the deformable body is a profiled flow body. Such a profiled flow body can be a slat, for example.

Im Übrigen wird die Aufgabe auch mit dem Verfahren gemäß Anspruch neun zur Positions- und Formveränderung eines verformbaren Körpers mittels einer Vorrichtung wie vorstehend beschrieben gelöst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

  • - Überführen der Aktuatoreinrichtung von dem ersten Aktuatorzustand in den zweiten Aktuatorzustand durch Ansteuern der Aktuatoreinrichtung, so dass der verformbare Körper von der ersten Position in die zweite Position gebracht wird,
  • - Überführen der Aktuatoreinrichtung von dem zweiten Aktuatorzustand in den dritten Aktuatorzustand durch Ansteuern der Aktuatoreinrichtung, so dass der verformbare Körper durch einen Endanschlag in der zweiten Position verbleibt und stattdessen eine Verformungskraft auf den verformbaren Körper ausgeübt und der verformbare Körper von dem ersten Formzustand in den zweiten Formzustand gebracht wird.
Moreover, the object is also achieved with the method according to claim 9 for changing the position and shape of a deformable body using a device as described above, the method comprising the following steps:
  • - Transferring the actuator device from the first actuator state to the second actuator state by controlling the actuator device, so that the deformable body is brought from the first position into the second position,
  • - Transferring the actuator device from the second actuator state to the third actuator state by controlling the actuator device, so that the deformable body remains in the second position due to an end stop and instead a deformation force is exerted on the deformable body and the deformable body changes from the first shape state to the second shape is brought.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen.Advantageous refinements of the method can be found in the corresponding dependent claims.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 Schematische Darstellung der Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform;
  • 2 schematische Darstellung der Vorrichtung in einer zweiten Ausführungsform;
  • 3 schematische Darstellung der Vorrichtung in einer dritten Ausführungsform.
The invention is explained in more detail by way of example on the basis of the accompanying figures. Show it:
  • 1 Schematic representation of the device in a first embodiment;
  • 2 schematic representation of the device in a second embodiment;
  • 3 schematic representation of the device in a third embodiment.

1 zeigt den Ablauf der Positions- und Formveränderung eines schematisch dargestellten verformbaren Körpers 20 einer Vorrichtung 10 von oben nach unten. Dabei zeigt die obere Abbildung der 1 den ersten Aktuatorzustand, die mittlere Abbildung der 1 den zweiten Aktuatorzustand und die untere Abbildung der 1 den dritten Aktuatorzustand. 1 shows the course of the change in position and shape of a deformable body 20 of a device 10 shown schematically from top to bottom. The figure above shows the 1 the first actuator state, the middle mapping of the 1 the second actuator state and the lower figure of the 1 the third actuator state.

Die Vorrichtung 10 hat ein erstes Verstellglied 11 und ein zweites Verstellglied 12, die mit ihrem jeweiligen Ende gelenkig an dem verformbaren Körper 20 angeordnet sind. Das erste Verstellglied 11 ist dabei mit einem ersten Gliedende 11a an einem vorderen Teil bzw. einem vorderen Bereich des verformbaren Körpers 20 gelenkig angeordnet und mit einem zweiten Gliedende 11b an einem Grundgestell 13 gelenkig befestigt. Korrespondierend hierzu ist das zweite Verstellglied 12 mit einem ersten Gliedende 12a an einem hinteren Teil bzw. einem hinteren Bereich des verformbaren Körpers 20 gelenkig angeordnet und mit einem zweiten Gliedende 12b an dem Grundgestell 13 gelenkig befestigt.The device 10 has a first adjusting member 11 and a second adjusting member 12 which are articulated at their respective ends on the deformable body 20 . The first adjusting member 11 is articulated with a first member end 11a on a front part or a front region of the deformable body 20 and is articulated with a second member end 11b on a base frame 13 . Correspondingly, the second adjusting member 12 is articulated with a first member end 12a on a rear part or a rear area of the deformable body 20 and is articulated with a second member end 12b on the base frame 13 .

Der Abstand der Befestigung des zweiten Gliedendes 11b des ersten Verstellgliedes 11 und des zweiten Gliedendes 12b des zweiten Verstellgliedes 12 eine dem Grundgestell 13 ist dabei fest vorgegeben und in der Regel unveränderbar.The distance between the attachment of the second link end 11b of the first adjustment member 11 and the second link end 12b of the second adjustment member 12 to the base frame 13 is fixed and generally unchangeable.

Am ersten Verstellglied 11 greift nun ein Aktuator 14 einer Aktuatoreinrichtung mit einem zweiten Aktuatorende 14b ein, wobei der Aktuator 14 mit seinem ersten Aktuatorende 14a ebenfalls an dem Grundgestell 13 gelenkig befestigt ist.An actuator 14 of an actuator device now engages on the first adjusting member 11 with a second actuator end 14b, the actuator 14 also being fastened in an articulated manner to the base frame 13 with its first actuator end 14a.

Die obere Abbildung zeigt dabei den Aktuator 14 in einem ersten Aktuatorzustand, der eine Art Neutralstellung des verformbaren Körpers 20 darstellt. In dieser Neutralstellung ist der verformbare Körper 20 hinsichtlich seiner Ausgangsposition und seiner Ausgangsform unverändert.The upper figure shows the actuator 14 in a first actuator state, which represents a kind of neutral position of the deformable body 20 . In this neutral position, the deformable body 20 is unchanged in terms of its initial position and its initial shape.

Durch Ansteuern des Aktuators 14, der einen Linearaktuator darstellt, wird der Abstand zwischen dem ersten Aktuatorende 14a und dem zweiten Aktuatorende 14b des Aktuators 14 vergrößert, wodurch das durch die Vorrichtung gebildete Koppelgetriebe in Richtung des definierten Endanschlages 15 bewegt wird. Beim Erreichen des zweiten Aktuatorzustandes, wie er in der mittleren Abbildung gezeigt ist, wird eine weitere Bewegung des Koppelgetriebes zunächst durch den Endanschlag 15, mit dem das zweite Verstellglied 12 so im Eingriff steht, dass eine entsprechende Bewegung unterbunden und das Koppelgetriebe fixiert wird, verhindert. Der eine durch das gebildete Koppelgetriebe definierte Freiheitsgrad in Richtung des Endanschlages 15 wird somit durch diesen blockiert, sodass eine weitere Bewegung ohne einen weiteren Freiheitsgrad nicht möglich ist.By controlling the actuator 14, which is a linear actuator, the distance between the first actuator end 14a and the second actuator end 14b of the actuator 14 is increased, whereby the linkage formed by the device is moved in the direction of the defined end stop 15. When the second actuator state is reached, as shown in the middle figure, further movement of the linkage is initially prevented by the end stop 15, with which the second adjusting element 12 is engaged in such a way that a corresponding movement is prevented and the linkage is fixed . The one degree of freedom defined by the linkage formed in the direction of the end stop 15 is thus blocked by this, so that further movement is not possible without a further degree of freedom.

Würde nun der Linearaktuator 14 weiterhin eine entsprechende Kraft auf das erste Verstellglied 11 ausüben, so resultiert dies aufgrund der Fixierung durch den Endanschlag 15 in Biegebelastungen in dem ersten Verstellglied 11 bzw. in dem verformbaren Körper 20.If the linear actuator 14 were to continue to exert a corresponding force on the first adjustment member 11, this would result in bending loads in the first adjustment member 11 or in the deformable body 20 due to the fixation by the end stop 15.

Der verformbare Körper 20 ist jedoch plastisch verformbar und kann von einem ersten Formzustand mit einer ersten Bauteilgeometrie 20a in einen zweiten Formzustand mit einer zweiten Bauteilgeometrie 20b durch eine Verformungskraft gebracht werden. Der erste Formzustand mit einer ersten Bauteilgeometrie 20a des verformbaren Körpers 20 ist dabei in der oberen und der mittleren Abbildung gezeigt. Der verformbare Körper 20 bildet so eine Art Hilfsgelenk 21 aus, dass einen weiteren Freiheitsgrad des Koppelgetriebes ermöglicht.However, the deformable body 20 is plastically deformable and can be brought from a first shape with a first component geometry 20a into a second shape with a second component geometry 20b by a deformation force. The first shape state with a first component geometry 20a of the deformable body 20 is in the top and middle illustrations shown. The deformable body 20 forms a kind of auxiliary joint 21 that allows a further degree of freedom of the linkage.

Wird nun der Aktuator 14 von dem zweiten Aktuatorzustand, wie in der mittleren Abbildung gezeigt ist, in den dritten Aktuatorzustand, wie in der unteren Abbildung gezeigt ist, überführt, so führen die in der Struktur auftretenden Belastungen zu einer Verformung des verformbaren Körpers 20, sodass dieser von seiner ersten Bauteilgeometrie 20a in seine zweite Bauteilgeometrie 20b wechselt. Die auftretenden Biegebelastungen werden demnach durch das im verformbaren Körper 20 enthaltene Hilfsgelenk 21 abgetragen, was in einer Verformung des verformbaren Körpers 20 resultiert.If the actuator 14 is now transferred from the second actuator state, as shown in the middle figure, to the third actuator state, as shown in the lower figure, the loads occurring in the structure lead to a deformation of the deformable body 20, so that this changes from its first component geometry 20a to its second component geometry 20b. The bending loads that occur are accordingly carried away by the auxiliary joint 21 contained in the deformable body 20 , which results in a deformation of the deformable body 20 .

Hierbei ist entscheidend, dass die Biegesteifigkeit des verformbaren Körpers 20 im Verhältnis zu dem ersten Verstellglied 11 derart geringer ist, dass beim Überführen des Aktuators 14 von dem zweiten Aktuatorzustand in den dritten Aktuatorzustand sich der verformbare Körper 20 verformt und nicht das Verstellglied 11.It is crucial here that the flexural rigidity of the deformable body 20 is lower in relation to the first adjustment element 11 such that when the actuator 14 is transferred from the second actuator state to the third actuator state, the deformable body 20 is deformed and not the adjustment element 11.

In einer zweiten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, wird das erste Verstellglied 11 durch den Linearaktuator 14 gebildet. Auch hier ist der erste Aktuatorzustand in der oberen Abbildung gezeigt, der zweite Aktuatorzustand in der mittleren Abbildung und der dritte Aktuatorzustand in der unteren Abbildung gezeigt. Beim Erreichen des Endanschlages 15 wird dabei der verformbare Körper 20 von seiner ersten Bauteilgeometrie in seine zweite Bauteilgeometrie gebracht.In a second embodiment, which is 2 is shown, the first adjusting member 11 is formed by the linear actuator 14 . Here, too, the first actuator state is shown in the upper figure, the second actuator state in the middle figure and the third actuator state in the lower figure. When the end stop 15 is reached, the deformable body 20 is brought from its first component geometry into its second component geometry.

3 zeigt eine dritte Ausführungsform, bei der lediglich der dritte Aktuatorzustand abgebildet ist und der ersten Ausführungsform gezeigt in 1 sehr ähnlich ist. Allerdings ist hier das erste Verstellglied 11 flexibel und biegsam ausgebildet, sodass beim Überführen des Aktuators 14 von dem zweiten Aktuatorzustand in den dritten Aktuatorzustand das Verstellglied 11 durchgebogen wird. Hierdurch verkürzen sich die Endpunkte 11a und 11b des Verstellgliedes 11 wodurch ebenfalls eine Biegebelastung auf den verformbaren Körper 20 ausgeübt wird, der dann seine Form verändert. 3 shows a third embodiment, in which only the third actuator state is shown, and the first embodiment shown in FIG 1 is very similar. However, here the first adjustment member 11 is flexible and pliable, so that when the actuator 14 is transferred from the second actuator state to the third actuator state, the adjustment member 11 is bent. This shortens the end points 11a and 11b of the adjusting member 11, which also exerts a bending load on the deformable body 20, which then changes its shape.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Vorrichtungcontraption
1111
Erstes VerstellgliedFirst adjustment link
11a11a
erstes Gliedende des ersten Verstellgliedesfirst link end of the first adjustment link
11b11b
zweites Gliedende des ersten Verstellgliedessecond link end of the first adjustment link
1212
Zweites VerstellgliedSecond adjuster
12a12a
erstes Gliedende des zweiten Verstellgliedesfirst link end of the second adjustment link
12b12b
zweites Gliedende des zweiten Verstellgliedessecond link end of the second adjustment link
1313
Grundgestellbase frame
1414
Aktuator/Aktuatoreinrichtung/Linearaktuatoractuator/actuator device/linear actuator
14a14a
erstes Akutatorendefirst actuator end
14b14b
zweites Akutatorendesecond actuator end
1515
Endanschlagend stop
2020
verformbare Körperdeformable bodies
20a20a
erste Bauteilgeometriefirst component geometry
20b20b
zweite Bauteilgeometriesecond component geometry
2121
Hilfsgelenkauxiliary joint

Claims (11)

Vorrichtung (10) mit mindestens einem verformbaren Körper (20), der von einem ersten Formzustand mit einer ersten Bauteilgeometrie (20a) in einen zweiten Formzustand mit einer von der ersten Bauteilgeometrie (20a) verschiedenen zweiten Bauteilgeometrie (20b) durch Aufbringen einer Verformungskraft bringbar ist und mit einer Verstelleinrichtung zur Positions- und Formveränderung des verformbaren Körpers (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung aufweist: - ein erstes Verstellglied (11), welches mit einem ersten Gliedende (11a) gelenkig an einem ersten Endabschnitt des verformbaren Körpers (20) und mit einem gegenüberliegenden zweiten Gliedende (11b) gelenkig an einem Grundgestell (13) an einem ersten Punkt befestigt ist, - mindestens ein zweites Verstellglied (12), welches mit einem ersten Gliedende (12a) gelenkig an einem zu dem ersten Endabschnitt gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt des verformbaren Körpers (20) und mit einem gegenüberliegenden zweiten Gliedende (12b) gelenkig an dem Grundgestell (13) an einem von dem ersten Punkt beabstandeten zweiten Punkt befestigt ist, und - eine Aktuatoreinrichtung (14), die mit dem aus dem verformbaren Körper (20), dem ersten Verstellglied (11), dem zweiten Verstellglied (12) sowie der Anordnung an dem Grundgestell (13) gebildeten Koppelgetriebe derart zusammenwirkt, - dass beim Überführen der Aktuatoreinrichtung (14) von einem ersten Aktuatorzustand in einen zweiten Aktuatorzustand der verformbare Körper (20) von einer ersten Position in eine zweite Position gebracht wird, und - dass beim Überführen der Aktuatoreinrichtung (14) von dem zweiten Aktuatorzustand in einen dritten Aktuatorzustand der verformbare Körper (20) durch einen Endanschlag (15) in der zweiten Position verbleibt und stattdessen eine Verformungskraft auf den verformbaren Körper (20) ausgeübt wird, so dass der verformbare Körper (20) ein Quasigelenk des Koppelgetriebes bildet und von dem ersten Formzustand in den zweiten Formzustand gebracht wird.Device (10) with at least one deformable body (20) which can be brought from a first shape state with a first component geometry (20a) into a second shape state with a second component geometry (20b) different from the first component geometry (20a) by applying a deformation force and with an adjusting device for changing the position and shape of the deformable body (20), characterized in that the adjusting device has: - a first adjusting member (11) which is articulated with a first member end (11a) on a first end section of the deformable body (20 ) and is attached with an opposite second link end (11b) in an articulated manner to a base frame (13) at a first point, - at least one second adjustment link (12) which is articulated with a first link end (12a) at a second end section opposite to the first end section End portion of the deformable body (20) and having an opposite second limb end (12b) is articulated to the base frame (13) at a second point spaced apart from the first point, and - an actuator device (14) which is connected to the deformable body (20), the first adjustment member (11), the second adjustment member (12) and the arrangement on the base frame (13) interacts in such a way that the deformable body (20) is brought from a first position to a second position when the actuator device (14) is transferred from a first actuator state to a second actuator state is, and - that when the actuator device (14) is transferred from the second actuator state to a third actuator state, the deformable body (20) is ver by an end stop (15) in the second position remains and instead a deformation force is exerted on the deformable body (20), so that the deformable body (20) forms a quasi-joint of the linkage and is brought from the first shape state into the second shape state. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoreinrichtung (14) mindestens einen Linearaktuator hat, der mit einem ersten Aktuatorende (14a) an dem Grundgestell (13) an einem dritten Punkt befestigt ist und mit einem gegenüberliegenden zweiten Aktuatorende (14b) an dem ersten Verstellglied (11), an dem zweiten Verstellglied (12) oder an dem verformbaren Körper (20) befestigt ist.Device (10) after claim 1 , characterized in that the actuator device (14) has at least one linear actuator which is fastened with a first actuator end (14a) to the base frame (13) at a third point and with an opposite second actuator end (14b) on the first adjusting element (11 ), is attached to the second adjusting member (12) or to the deformable body (20). Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellglieder (11, 12) starr und biegesteif sind.Device (10) after claim 1 or 2 , characterized in that the adjustment members (11, 12) are rigid and rigid. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoreinrichtung (14) mindestens einen Linearaktuator hat, wobei eines der Verstellglieder (11, 12) durch den mindestens einen Linearaktuator derart gebildet wird, dass durch eine Längenverstellung des betreffenden Verstellgliedes (11, 12) der verformbare Körper (20) bewegbar und verformbar ist.Device (10) after claim 1 or 2 , characterized in that the actuator device (14) has at least one linear actuator, one of the adjustment members (11, 12) being formed by the at least one linear actuator in such a way that the deformable body (20 ) is movable and deformable. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoreinrichtung (14) mindestens einen Aktuator (14) hat, der an einem der Verstellglieder (11, 12) zum Bewegen der Verstelleinrichtung angreift, wobei das betreffende Verstellglied (11, 12) derart flexibel und biegsam ist, dass es beim Aufbringen der Verformungskraft durch den mindestens einen Aktuator (14) verformt wird, so dass eine Längenänderung zwischen dem ersten Gliedende (11a, 12a) und dem zweiten Gliedende (11b, 12b) bewirkt wird, um den verformbaren Körper (20) von dem ersten Formzustand in den zweiten Formzustand zu bringen.Device (10) after claim 1 or 2 , characterized in that the actuator device (14) has at least one actuator (14) which acts on one of the adjustment members (11, 12) for moving the adjustment device, the adjustment member (11, 12) in question being flexible and pliable in such a way that it is deformed by the at least one actuator (14) when the deforming force is applied, so that a change in length between the first link end (11a, 12a) and the second link end (11b, 12b) is brought about in order to separate the deformable body (20) from the to bring the first form state into the second form state. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Überführen der Aktuatorvorrichtung (14) von dem ersten Aktuatorzustand in den zweiten Aktuatorzustand der verformbare Körper (20) von der ersten Position in die zweite Position gebracht wird, ohne dabei zu verformen.Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that when the actuator device (14) is transferred from the first actuator state to the second actuator state, the deformable body (20) is brought from the first position into the second position without deforming in the process . Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der verformbare Körper (20) ein profilierter Strömungskörper ist.Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the deformable body (20) is a profiled flow body. Vorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der profilierte Strömungskörper ein Vorflügel ist.Device (10) after claim 7 , characterized in that the profiled flow body is a slat. Verfahren zur Positions- und Formveränderung eines verformbaren Körpers (20) mittels einer Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Überführen der Aktuatoreinrichtung (14) von dem ersten Aktuatorzustand in den zweiten Aktuatorzustand durch Ansteuern der Aktuatoreinrichtung (14), so dass der verformbare Körper (20) von der ersten Position in die zweite Position gebracht wird, - Überführen der Aktuatoreinrichtung (14) von dem zweiten Aktuatorzustand in den dritten Aktuatorzustand durch Ansteuern der Aktuatoreinrichtung (14), so dass der verformbare Körper (20) durch einen Endanschlag (15) in der zweiten Position verbleibt und stattdessen eine Verformungskraft auf den verformbaren Körper (20) ausgeübt und der verformbare Körper (20) von dem ersten Formzustand in den zweiten Formzustand gebracht wird.Method for changing the position and shape of a deformable body (20) by means of a device (10) according to one of the preceding claims, the method comprising the following steps: - Transferring the actuator device (14) from the first actuator state to the second actuator state by controlling the actuator device (14), so that the deformable body (20) is brought from the first position into the second position, - Transferring the actuator device (14) from the second actuator state to the third actuator state by activating the actuator device (14), so that the deformable body (20) remains in the second position due to an end stop (15) and instead a deformation force is exerted on the deformable body (20) is exercised and the deformable body (20) is brought from the first shape state into the second shape state. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Linearaktuators der Aktuatoreinrichtung (14) die Verstelleinrichtung bewegt wird.procedure after claim 9 , characterized in that the adjustment device is moved by means of a linear actuator of the actuator device (14). Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Aktuators (14) der Aktuatoreinrichtung (14) eines der Verstellglieder (11, 12) derart verformt wird, dass eine Längenänderung zwischen dem ersten Gliedende (11a, 12a) und dem zweiten Gliedende (12a, 12b) bewirkt und dadurch der verformbare Körper (20) von dem ersten Formzustand in den zweiten Formzustand gebracht wird.procedure after claim 9 or 10 , characterized in that by means of an actuator (14) of the actuator device (14) one of the adjustment members (11, 12) is deformed in such a way that a change in length between the first member end (11a, 12a) and the second member end (12a, 12b) is brought about and thereby bringing the deformable body (20) from the first shape state to the second shape state.
DE102019118324.3A 2019-07-05 2019-07-05 Device and method for changing the position and shape of a body Active DE102019118324B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019118324.3A DE102019118324B4 (en) 2019-07-05 2019-07-05 Device and method for changing the position and shape of a body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019118324.3A DE102019118324B4 (en) 2019-07-05 2019-07-05 Device and method for changing the position and shape of a body

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102019118324A1 DE102019118324A1 (en) 2021-01-07
DE102019118324B4 true DE102019118324B4 (en) 2023-02-16

Family

ID=74092553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019118324.3A Active DE102019118324B4 (en) 2019-07-05 2019-07-05 Device and method for changing the position and shape of a body

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019118324B4 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6015115A (en) 1998-03-25 2000-01-18 Lockheed Martin Corporation Inflatable structures to control aircraft
US20050029406A1 (en) 2003-06-12 2005-02-10 Eads Deutschland Gmbh Cellular actuator device and methods of making and using same
US20110038727A1 (en) 2009-07-28 2011-02-17 University Of Kansas Method and apparatus for pressure adaptive morphing structure
NL2006936C2 (en) 2011-06-15 2012-12-18 Univ Delft Tech A morphing structure and method for morphing a structure.
US20160185443A1 (en) 2014-06-04 2016-06-30 The Boeing Company Dual-rib morphing leading edge
US20190152581A1 (en) 2016-04-04 2019-05-23 Aviation Partners, Inc. Actuator for Adaptive Airfoil

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6015115A (en) 1998-03-25 2000-01-18 Lockheed Martin Corporation Inflatable structures to control aircraft
US20050029406A1 (en) 2003-06-12 2005-02-10 Eads Deutschland Gmbh Cellular actuator device and methods of making and using same
US20110038727A1 (en) 2009-07-28 2011-02-17 University Of Kansas Method and apparatus for pressure adaptive morphing structure
NL2006936C2 (en) 2011-06-15 2012-12-18 Univ Delft Tech A morphing structure and method for morphing a structure.
US20160185443A1 (en) 2014-06-04 2016-06-30 The Boeing Company Dual-rib morphing leading edge
US20190152581A1 (en) 2016-04-04 2019-05-23 Aviation Partners, Inc. Actuator for Adaptive Airfoil

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019118324A1 (en) 2021-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4107556C1 (en)
DE102004062998B4 (en) Wing, in particular wing of an aircraft, with variable profile shape
DE102004045651B4 (en) Wing, in particular wing of an aircraft, with variable profile
EP2509859B1 (en) High-lift system for an aircraft, method for displacing a lift flap, and aircraft having a high-lift system
DE19741326C2 (en) Flow profile with variable profile adaptation
EP2280867B1 (en) Lateral coupling device for holding and guiding at least one aerodynamic body in relation to the main wing of an aircraft, wing and aircraft comprising the same
EP3656660A1 (en) Leading edge slat arranged on the airfoil of an aircraft
EP1764303B1 (en) Aircraft wing with a leading edge slat
EP3022116B1 (en) Modifiable wing profile
DE102011105912A1 (en) A wing with a main wing and a high-lift body and method for performing adjustment movements of a high-lift body relative to a main wing
DE2453558C3 (en) Thrust gas deflection vane
EP1491442A1 (en) Aircraft flap actuation mechanism
EP3643601B1 (en) Device and method for mobile fixing of a vehicle system to a primary structure of a vehicle
DE102021112769B4 (en) motor vehicle rear spoiler arrangement
DE102020116350B4 (en) Transonic wing with a spoiler that can be deformed to form a shock control bump
EP2883787B1 (en) Drive mechanism for a deformable wing leading edge structure
DE102007027698B4 (en) Dual Linear Actuator
DE102019118324B4 (en) Device and method for changing the position and shape of a body
WO2002047976A2 (en) Aerodynamic wing with at least partially variable curvature and structural joints
EP1619117A1 (en) Flap drive coupling mechanism
EP1637450B1 (en) Wing, in particular aircraft wing, with variable profile
DE102010033639A1 (en) Additional flap device and aerodynamic body having such additional flap device
DE102023117337B3 (en) Aerodynamic profile body and flying object
DE102024103686A1 (en) Aerodynamic profile body and flying object
DE102015103601A1 (en) Wing with a main wing and a slat

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final