DE-102021210495-B4 - FALTPROPELLER FÜR LUFTMOBILITÄT

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Abstract

Faltbarer Propeller für eine Luftmobilität, wobei der faltbare Propeller umfasst: eine Welle (100) mit einer Nabe (500) an einem oberen Endabschnitt der Welle (100); Flügelblätter (700), von denen jedes über eine Drehwelle (710) an der Nabe (500) befestigt ist, um mit der Nabe (500) gedreht zu werden oder um relativ zur Nabe (500) gedreht zu werden; einen beweglichen Abschnitt (300), der gleitend auf der Welle (100) angebracht ist; und eine Gliederanordnung (900) mit einer Vielzahl von Gliedern (910, 920, 930, 940), die den beweglichen Abschnitt (300) und die Flügelblätter (700) verbinden und es ermöglichen, dass die Flügelblätter (700), während der bewegliche Abschnitt (300) entlang der Welle (100) gleitet, derart um die Nabe (500) gedreht werden, dass die Flügelblätter (700) zueinander gefaltet oder voneinander weggeklappt werden, wobei die Vielzahl von Gliedern (910, 920, 930, 940) ein erstes Glied (910) und ein zweites Glied (920) umfasst, und wobei ein erster Endabschnitt des ersten Glieds (910) schwenkbar mit dem beweglichen Abschnitt (300) verbunden ist und ein erster Endabschnitt des zweiten Glieds (920) schwenkbar mit einem Punkt der Welle (100) zwischen dem beweglichen Abschnitt (300) und der Nabe (500) verbunden ist.

Inventors

Jae Young CHOI
Sang Hyun Jung
Chung Sik Yim
Kyu Hoon Cho

Assignees

HYUNDAI MOTOR COMPANY
KIA CORPORATION

Dates

Publication Date: 20260507
Application Date: 20210921
Priority Date: 20201221

Claims (14)

Faltbarer Propeller für eine Luftmobilität, wobei der faltbare Propeller umfasst: eine Welle (100) mit einer Nabe (500) an einem oberen Endabschnitt der Welle (100); Flügelblätter (700), von denen jedes über eine Drehwelle (710) an der Nabe (500) befestigt ist, um mit der Nabe (500) gedreht zu werden oder um relativ zur Nabe (500) gedreht zu werden; einen beweglichen Abschnitt (300), der gleitend auf der Welle (100) angebracht ist; und eine Gliederanordnung (900) mit einer Vielzahl von Gliedern (910, 920, 930, 940), die den beweglichen Abschnitt (300) und die Flügelblätter (700) verbinden und es ermöglichen, dass die Flügelblätter (700), während der bewegliche Abschnitt (300) entlang der Welle (100) gleitet, derart um die Nabe (500) gedreht werden, dass die Flügelblätter (700) zueinander gefaltet oder voneinander weggeklappt werden, wobei die Vielzahl von Gliedern (910, 920, 930, 940) ein erstes Glied (910) und ein zweites Glied (920) umfasst, und wobei ein erster Endabschnitt des ersten Glieds (910) schwenkbar mit dem beweglichen Abschnitt (300) verbunden ist und ein erster Endabschnitt des zweiten Glieds (920) schwenkbar mit einem Punkt der Welle (100) zwischen dem beweglichen Abschnitt (300) und der Nabe (500) verbunden ist.
Faltbarer Propeller nach Anspruch 1 , wobei die Nabe (500) und die Flügelblätter (700) gemeinsam gedreht werden, wenn sich die Welle (100) dreht, und die Flügelblätter (700) in Bezug auf die Nabe (500) in einem Zustand gefaltet oder entfaltet werden, in dem die Nabe (500) stationär ist, wenn der bewegliche Abschnitt (300) in einem Zustand, in dem die Welle (100) stationär ist, entlang der Welle (100) gleitet.
Faltbarer Propeller nach Anspruch 1 , bei dem die Flügelblätter (700) mit der Nabe (500) an Punkten der Nabe (500) verbunden sind, die jeweils voneinander beabstandet sind, und jedes der Flügelblätter (700) durch die Gliederanordnung (900) schwenkbar mit dem beweglichen Abschnitt (300) verbunden ist.
Faltbarer Propeller nach Anspruch 3 , wobei eines der Flügelblätter (700) ein festes Flügelblatt (700') ist, das an der Nabe (500) befestigt ist, und jedes der verbleibenden Flügelblätter (700) mit Ausnahme des festen Flügelblattes (700') unter den Flügelblättern (700) durch die Gliederanordnung (900) derart schwenkbar mit dem beweglichen Abschnitt (300) verbunden ist, dass, wenn der bewegliche Abschnitt (300) entlang der Welle (100) gleitet, die verbleibenden Flügelblätter (700) in Richtung des festen Flügelblattes (700') gefaltet oder in eine Richtung entfaltet werden, um von dem festen Flügelblatt (700') entfernt zu sein.
Faltbarer Propeller nach Anspruch 4 , wobei die Vielzahl von Gliedern (910, 920, 930, 940) ein erstes Glied (910) und ein zweites Glied (920) umfasst, und wobei ein erster Endabschnitt des ersten Glieds schwenkbar mit dem beweglichen Abschnitt (300) verbunden ist, ein erster Endabschnitt des zweiten Glieds (920) schwenkbar mit einem Punkt der Welle (100) zwischen dem beweglichen Abschnitt (300) und der Nabe (500) verbunden ist, und ein Abschnitt des ersten Glieds derart schwenkbar mit einem zweiten Endabschnitt des zweiten Glieds (920) verbunden ist, dass, wenn der bewegliche Abschnitt (300) entlang der Welle (100) gleitet, das erste Glied und das zweite Glied (920) eine Scherenbewegung dazwischen ausführen.
Faltbarer Propeller nach Anspruch 5 , wobei die Vielzahl von Gliedern (910, 920, 930, 940) ferner ein drittes Glied (930) und ein viertes Glied (940) umfasst, und wobei ein erster Endabschnitt des dritten Glieds (930) schwenkbar mit einem zweiten Endabschnitt des ersten Glieds verbunden ist, ein zweiter Endabschnitt des dritten Glieds (930) in einer senkrechten Richtung zu einer Längsachse des dritten Glieds (930) gebogen ist, ein erster Endabschnitt des vierten Glieds (940) schwenkbar mit dem zweiten Endabschnitt des dritten Glieds (930) verbunden ist und ein zweiter Endabschnitt des vierten Glieds (940) mit einem der Flügelblätter (700) mit Ausnahme des festen Flügelblatts (700') verbunden ist.
Faltbarer Propeller nach Anspruch 1 , wobei ein Abschnitt des ersten Glieds derart schwenkbar mit einem zweiten Endabschnitt des zweiten Glieds (920) verbunden ist, dass, wenn der bewegliche Abschnitt (300) entlang der Welle (100) gleitet, das erste Glied und das zweite Glied (920) eine Scherenbewegung dazwischen ausführen.
Faltbarer Propeller nach Anspruch 1 , wobei sich das erste Glied (910) und das zweite Glied (920) in eine Richtung bewegen, um sich bezüglich der Welle (100) zu entfalten, wenn sich der bewegliche Abschnitt (300) auf die Nabe (500) zu bewegt, und sich das erste Glied (910) und das zweite Glied (920) in eine Richtung bewegen, um bezüglich der Welle (100) gefaltet zu werden, wenn sich der bewegliche Abschnitt (300) von der Nabe (500) wegbewegt.
Faltbarer Propeller nach Anspruch 1 , wobei die Vielzahl von Gliedern (910, 920, 930, 940) ferner ein drittes Glied (930) und ein viertes Glied (940) umfasst, und wobei ein erster Endabschnitt des dritten Glieds (930) schwenkbar mit einem zweiten Endabschnitt des ersten Glieds verbunden ist, ein zweiter Endabschnitt des dritten Glieds (930) in einer senkrechten Richtung zu einer Längsachse des dritten Glieds (930) gebogen ist, ein erster Endabschnitt des vierten Glieds (940) schwenkbar mit dem zweiten Endabschnitt des dritten Glieds (930) verbunden ist und ein zweiter Endabschnitt des vierten Glieds (940) mit einem der Flügelblätter (700) verbunden ist.
Faltbarer Propeller nach Anspruch 9 , wobei das vierte Glied (940) durch das dritte Glied (930) geführt wird, um eine Drehbewegung des vierten Glieds (940) auszuführen, und das eine der Flügelblätter (700) gefaltet oder entfaltet wird, während es entsprechend der Drehung des vierten Glieds (940) gedreht wird.
Faltbarer Propeller nach Anspruch 9 , wobei, wenn das erste Glied in eine Richtung bewegt wird, in der es an die Welle (100) angrenzt, während der bewegliche Abschnitt (300) entlang der Welle (100) gleitet, das dritte Glied (930) an die Welle (100) herangeführt wird, das vierte Glied (940) entsprechend der Bewegung des dritten Glieds (930) gedreht wird und das eine der Flügelblätter (700) gefaltet wird, während es entsprechend der Drehung des vierten Glieds (940) gedreht wird.
Faltbarer Propeller nach Anspruch 9 , wobei, wenn das erste Glied in eine Richtung bewegt wird, um von der Welle (100) entfernt zu sein, während der bewegliche Abschnitt (300) entlang der Welle (100) gleitet, das dritte Glied (930) weg von der Welle (100) gebracht wird, das vierte Glied (940) entsprechend der Bewegung des dritten Glieds (930) gedreht wird und das eine der Flügelblätter (700) entfaltet wird, während es entsprechend der Drehung des vierten Glieds (940) gedreht wird.
Faltbarer Propeller nach Anspruch 9 , wobei das erste Glied (910) und das zweite Glied (920) Glieder sind, die in einer Ebene in einer Richtung senkrecht zum Boden liegen, das vierte Glied (940) ein Glied ist, das in einer Ebene in einer Richtung horizontal zum Boden liegt, und das dritte Glied (930) ein Glied ist, dessen beide Endabschnitte mit dem ersten Glied bzw. dem vierten Glied (940) verbunden sind und das einen gebogenen Mittelabschnitt aufweist.
Faltbarer Propeller nach Anspruch 9 , wobei eines der Flügelblätter (700) in einer Ebene in horizontaler Richtung zum Boden gefaltet oder entfaltet wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft einen faltbaren Propeller für Luftmobilität, der derart gefaltet werden kann, dass der Propeller, der für Hebezwecke verwendet wird, während des Fluges für die Luftmobilität in einem gefalteten Zustand auf einem Rumpf verladen werden kann, wodurch der Luftwiderstand während des Reisefluges effektiv reduziert wird, wenn der Propeller in dem gefalteten Zustand auf dem Rumpf verladen ist, wodurch es möglich ist, die Energieeffizienz zu verbessern und eine Flugstrecke entsprechend zu erhöhen. Beschreibung des Standes der Technik Im Vergleich zu herkömmlichen Flugzeugen ist das größte Merkmal der urbanen Luftmobilität (UAM) das vertikale Starten und Landen (VTOL). Bei Senkrechtstart und -landung sind mehr Propeller für einen viel größeren Antrieb erforderlich als im Flugzustand. Andererseits kann der Flug im Flugzustand (im Reiseflug) durch den von den Flügeln verursachten Auftrieb fortgesetzt werden, so dass einige der in der VTOL-Zeit verwendeten Propeller (Auftriebspropeller) nicht verwendet werden. Die Propeller, die während des Hochgeschwindigkeitsfluges nicht verwendet werden, erzeugen einen Luftwiderstand, der zu Energieverlusten führt. Um den Luftwiderstand zu verringern und die Energieeffizienz zu erhöhen, ist es notwendig, die Propeller in gefaltetem Zustand auf den Rumpf zu laden. Um die Auftriebspropeller, die jeweils drei oder mehr Flügelblätter mit einem Radius von 1 m oder mehr umfassen, auf den Rumpf zu laden, ist zwangsläufig eine Falttechnik erforderlich. Außerdem müssen die Propeller während des Fluges gefaltet und entfaltet werden, weshalb die Falttechnik sehr zuverlässig, sicher und stabil sein muss. Allerdings gab es bisher keine Konstruktion, bei der die Propeller während des Fluges gefaltet werden können oder bei der das Falten und die Steuerung der Blattverstellung gleichzeitig und unabhängig voneinander durchgeführt werden können. Aus der US 2017 / 0 144 746 A1, der CN 2 07 658 045 U und der US 2015 / 0 274 290 A1 ist jeweils ein faltbarer Propeller bekannt, umfassend eine Welle mit einer Nabe an einem oberen Endabschnitt der Welle; Flügelblätter, von denen jedes über eine Drehwelle an der Nabe befestigt ist, um mit der Nabe gedreht zu werden oder um relativ zur Nabe gedreht zu werden; einen beweglichen Abschnitt, der gleitend auf der Welle angebracht ist; und eine Gliederanordnung mit einer Vielzahl von Gliedern, die den beweglichen Abschnitt und die Flügel verbinden und es ermöglichen, dass die Flügel, während der bewegliche Abschnitt entlang der Welle gleitet, derart um die Nabe gedreht werden, dass die Flügel zueinander gefaltet oder voneinander weg geklappt werden. Die US 2018 / 0 079 502 A1 offenbart ein Schwenkrotor-Flugzeug mit zwei Dreiblattrotoren, bei dem zwei Rotorblätter gefaltet werden und das dritte in seiner Ausrichtung zur Nabe verbleibt. Die in diesem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung“ offenbarten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und dürfen nicht als Anerkenntnis oder als Hinweis dahingehend verstanden werden, dass diese Informationen Stand der Technik bilden, der dem Fachmann bereits bekannt ist. KURZER ÜBERBLICK Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen faltbaren Propeller für die Luftmobilität bereitzustellen, der derart gefaltet werden kann, dass der Propeller, der für Hebezwecke verwendet wird, während des Fluges für die Luftmobilität in einem gefalteten Zustand auf einem Rumpf verladen werden kann, wobei der Luftwiderstand während des Reisefluges effektiv reduziert wird, wenn der Propeller in dem gefalteten Zustand auf dem Rumpf geladen ist, was es möglich macht, die Energieeffizienz zu verbessern und eine Flugstrecke entsprechend zu erhöhen. Die Aufgabe wird geöst durch einen faltbaren Propeller mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen. Gemäß verschiedenen beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsformen umfasst ein faltbarer Propeller für die Luftmobilität: eine Welle, die mit einer Nabe an einem oberen Endabschnitt der Welle versehen ist; Flügelblätter, die jeweils über eine Drehwelle an der Nabe angebracht sind, um mit der Nabe gedreht zu werden oder relativ zur Nabe gedreht zu werden; einen beweglichen Abschnitt, der verschiebbar auf der Welle angebracht ist; und eine Gliederanordnung, die eine Vielzahl von Gliedern umfasst, die den beweglichen Abschnitt und die Flügelblätter verbinden und es gestatten, dass die Flügelblätter, während der bewegliche Abschnitt vertikal gleitet, derart um die Nabe gedreht werden, dass die Flügelblätter zueinander gefaltet oder voneinander entfaltet werden. Die Vielzahl von Gliedern umfasst ein erstes Glied und ein zweites Glied, ein erster Endabschnitt des ersten Glieds ist schwenkbar mit dem beweglichen Abschnitt verbunden und ein erster Endabschnitt des zweiten Glieds ist schwenkbar mit einem Punkt der Welle zw