DE10027081C1 - Antriebseinheit für einen Modellhubschrauber - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinheit für einen Modellhubschrauber mit einem Rumpf, in dessen Mittelbereich die Antriebskraft sowie eine Rotorwelle 1 gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraft eine horizontal angeordnete Turbine 2 umfasst, deren Turbinenwelle 3 im Einlaufbereich der Turbine 2 verlängert ist und mit einem Getriebe 4 verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinheit für einen Modellhubschrauber gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Im Einzelnen bezieht sich die Erfindung auf eine Antriebsein­ heit für einen Modellhubschrauber mit einem Rumpf, an dessen Mittelbereich Lagerpunkte für die lösbare Befestigung eines Trägers ausgebildet sind, welche eine Rotorwelle, ein Getriebe und einen Antrieb lagert.

Aus dem Modellbau sind unterschiedlichste Ausgestaltungsformen von Antriebseinheiten für Modellhubschrauber bekannt. Diese umfassen üblicherweise Zweitakt-Verbrennungs-Modellmotoren, wie sie auch bei Flächen-Flugzeugmodellen zur Anwendung kom­ men.

Im Modellbau und dabei insbesondere im Flugzeug- und Hub­ schrauber-Modellbau ist es wünschenswert, die Modelle nicht nur optisch, sondern auch hinsichtlich ihrer Funktionsfähig­ keit möglichst realitätsgetreu zu bauen. Aus diesem Grunde hat es sich stets als nachteilig erwiesen, Verbrennungsmotoren üb­ licher Bauart in Hubschraubermodelle einzubauen. Kolben-Ver­ brennungsmotoren erzeugen einen sehr charakteristischen Sound, der zu Vorbildern, die im Original mit Turbinen betrieben wer­ den, nicht passt. Hinzu kommt die nicht realitätskonforme Ab­ gasentwicklung von Zweitaktmotoren. Gleiches gilt für Flugmo­ delle von Strahltriebwerks-Flugzeugen, die zusätzlich das Man­ ko aufweisen, dass Propeller vorgesehen sein müssen, die das Erscheinungsbild ganz erheblich beeinträchtigen.

Aus diesem Grunde wurde jüngst damit begonnen, Miniaturturbi­ nen zu bauen, die sowohl von der Form, als auch von ihrer Ge­ räuschentwicklung und ihrem Abgasverhalten Originalturbinen bzw. Strahltriebwerken entsprechen. Derartige Miniatur-Turbinen in Flächenflugzeuge einzubauen, bereitet keine Probleme, da den Original-Vorbildern gefolgt werden kann.

Demgegenüber ist es nicht möglich, Miniaturturbinen in Hub­ schrauber-Modelle üblicher Größe einzusetzen, da sowohl die Einbaulage, als auch die Getriebeanordnungen nicht im verklei­ nerten Maßstab exakt nachgebildet werden können. Zudem berei­ tet es Probleme, ausreichende Luft-Einströmöffnungen sowie Ausströmöffnungen im Original-Design nachzubauen, da die Mo­ dell-Turbinen, bezogen auf den Maßstab derartiger Hubschrau­ ber, nicht klein genug sind.

Zum Anderen war es bisher nicht möglich, Getriebeanordnungen zu schaffen, die sich für einen Modellantrieb eignen würden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Antriebsein­ heit für einen Modellhubschrauber der eingangs genannten Art zu schaffen, welche unter Verwendung einer Turbine bei einfa­ chem Aufbau und betriebssicherer Handhabbarkeit in einem Mo­ dellhubschrauber einsetzbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere Vor­ teile auf die Ausgestaltung der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Antriebseinheit zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus.

Durch die horizontale Anordnung der Turbine ist es zum Einen möglich, die Durchströmungsrichtung der Turbine des Modelhub­ schraubers den Original-Vorbildern von Hubschraubern anzupas­ sen und insbesondere die Rumpfgestaltung entsprechend modell­ getreu auszuführen. Dies gilt insbesondere für den Einlaufbe­ reich und die Luftzuführung zu der Turbine.

Durch die verlängerte Ausgestaltung der Turbinenwelle im Ein­ laufbereich ist es auf besonders einfache Weise möglich, die Turbine betriebssicher zu lagern und die Abtriebskraft auf das Getriebe zu übertragen. Zugleich führt der Einlauf-Luftstrom zu der Turbine zu einer effektvollen Kühlung des Getriebes.

Besonders vorteilhaft ist es, dass die Turbinenwelle an einem Träger gelagert ist, der das Getriebe trägt. Hierdurch ist ei­ ne sichere Zuordnung zwischen der Turbine und dem Getriebe ge­ währleistet.

Die Lagerung der Turbinenwelle an dem Träger erfolgt bevorzug­ ter Weise mittels einem vorgespannten Lagers. Dieses ist in günstiger Ausgestaltung am freien Endbereich der Turbinenwelle montiert, so dass das Getriebe an dem hinter dem Lager befind­ lichen Bereich der Turbinenwelle angeflanscht werden kann. Durch diese Maßnahme erhöht sich die Gesamtstabilität der An­ ordnung.

Sowohl aus Gründen einer optimalen Schwerpunktslage und um die Abgase günstig ableiten zu können, ist vorgesehen, dass die Turbine in Durchströmungsrichtung hinter der Rotorwelle einge­ baut ist.

Das Getriebe ist erfindungsgemäß bevorzugter Weise dreistufig ausgebildet, es kann als Riemengetriebe, als Zahnradgetriebe oder als Reibradgetriebe ausgeführt sein.

Bevorzugter Weise hat das Getriebe eine Untersetzung von 100.000 U/min auf 1.200 bis 1.800 U/min.

Zwischen dem Getriebe und der Rotorwelle ist bevorzugter Weise eine Kupplung angeordnet, um eine Trennung zwischen dem Ge­ triebe und dem Rotor vornehmen zu können, insbesondere wenn es zu Betriebsstörungen des Getriebes beziehungsweise Turbine kommt. In diesem Falle kann der Modellhubschrauber durch Auto­ rotation des Rotors sicher gelandet werden.

Besonders günstig ist es, wenn die Turbine mit einer Drehzahl­ begrenzungseinrichtung versehen ist. Diese kann beispielsweise eine Steuerung für eine Treibstoffpumpe umfassen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spieles in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Damit zeigt:

Fig. 1 eine schematische Teil-Seiten-Ansicht der erfin­ dungsgemäßen Antriebseinheit,

Fig. 2 eine vereinfachte Teil-Seiten-Ansicht, analog der Darstellung der Fig. 1,

Fig. 3 eine stirnseitige Ansicht, der in Fig. 2 gezeigten Anordnung unter Darstellung des Getriebes,

Fig. 4 eine Ansicht einer hinteren Trägerplatte des Trä­ gers, und

Fig. 5 eine Ansicht einer vorderen Trägerplatte des Trä­ gers.

In den Figuren wurde darauf verzichtet, den Rumpf des Modell­ hubschraubers im Einzelnen zu zeigen, da dieser in unter­ schiedlichster Weise ausgestaltet werden kann und im Übrigen aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der Modellhubschrauber umfasst einen Hauptrotor sowie einen Heckrotor.

Wie sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt, ist eine Turbine 2 horizontal in Durchströmungsrichtung und damit auch in Flugrichtung hinter einer vertikal gelagerten Rotorwelle 1 an­ geordnet. Eine Turbinenwelle 3 der Turbine 2 ist in Durchströ­ mungsrichtung nach vorne verlängert und wird mittels eines La­ gers 6 an einem Träger 5 gelagert.

Der Träger 5 umfasst sowohl die Lagerung eines Getriebes 4 als auch der Rotorwelle 1.

Im Einzelnen ist die Turbinenwelle 3 an einer Jochplatte 10 mittels des Lagers 6 gelagert. Das Lager 6 kann als Schulter­ kugellager ausgebildet sein, es wird mittels eines Federpake­ tes 11 vorgespannt. Das Federpaket 11 umfasst Tellerfedern.

Die Jochplatte 10 ist mit einer vorderen Trägerplatte 8 ver­ bunden, welche Teil des Trägers 5 ist. Eine hintere Träger­ platte 9 dient zur weiteren Halterung der Turbine 2.

Wie sich aus Fig. 1 weiterhin ergibt, ist ein Lagerkäfig 12 vorgesehen, an welchem mittels Lagern 13 und 14 die Rotorwelle 1 gelagert ist. An ihrem unteren Ende trägt die Rotorwelle 1 ein Kegelrad 15 welches als Zahnrad oder als Reibrad ausgebil­ det sein kann. Dieses Kegelrad 15 kämmt mit einem weiteren Ke­ gelrad 16, welches zwischen der vorderen und der hinteren Trä­ gerplatte 8, 9 gelagert ist und mit einem Abtrieb 18 für den Heckrotor versehen ist.

Auf der Hilfswelle 17 sitzt eine Kupplung 7, welche als Frei­ laufkupplung ausgebildet ist. Diese wiederum steht in Verbin­ dung mit einem Rad 19, welches einen Teil einer zweiten Ge­ triebestufe bildet. Hierzu ist ein Rad 21 auf einer Zwischen­ welle 20 gelagert, welche wiederum von den beiden Trägerplat­ ten 8, 9 gelagert wird. Ein weiteres Rad 22, welches auf der Zwischenwelle 20 befestigt ist, bildet einen Teil einer ersten Getriebestufe, deren zugeordnetes Rad 23 auf der Turbinenwelle 3 sitzt. Es versteht sich, dass die Räder 19, 21, 22, 23 als Zahnräder oder als Reibräder ausgebildet sein können. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Riemengetriebe vorge­ sehen, so wie sich dies aus der Darstellung der Fig. 3 er­ gibt. Aus der Fig. 3 ist dabei insbesondere ersichtlich, dass die Zwischenwelle 20 auf einem Schlitten 24 gelagert ist, wel­ cher relativ zu dem Träger 5, insbesondere zu der vorderen Trägerplatte 8 verschiebbar ist. Hierdurch ist es möglich, die Riemenspannung entsprechend einzujustieren.

Die Fig. 4 und 5 zeigen jeweils die Trägerplatten 8 bezie­ hungsweise 9.

Es versteht sich, dass der Träger 5 insgesamt so ausgebildet ist, dass er an Anlenkpunkten des Rumpfes in üblicher Weise befestigbar ist, so dass die Antriebseinheit als gesamte Ein­ heit in einfacher Weise aus dem Modellhubschrauber entnommen werden kann.

Die Kupplung 7 ist so ausgebildet, dass bei einer Beschädigung oder einem Stillstand der Turbine sowie des Getriebes der Heckrotor mit dem Hauptrotor weiterhin fest verbunden sind, so dass eine sichere Landung des Modellhubschraubers durch Auto­ rotation möglich ist.

Die beiden Kegelräder 15 und 16 bilden ein Getriebe mit i = 1 : 4, so dass der Heckrotor beispielsweise mit 7.200 U/min an­ treibbar ist, wenn die Rotorwelle 1 sich mit 1.800 U/min dreht. Bei diesem Beispiel ist eine Turbinendrehzahl von 100.000 U/min zugrundegelegt.

Auf die Darstellung einer Treibstoffpumpe sowie von Zusatzag­ gregaten wurde bei dem Ausführungsbeispiel verzichtet.

Erfindungsgemäß ist es weiterhin auf besonders einfache Weise möglich, mittels einen angeflanschten Elektro-Motors die An­ triebseinheit zu starten.

Claims (12)

1. Antriebseinheit für einen Modellhubschrauber mit einem Rumpf und einem in den Rumpf einbaubaren Träger (5), wel­ cher eine Rotorwelle (1), ein Getriebe (4) und eine An­ triebseinheit lagert, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit eine horizontal angeordnete Turbine (2) umfasst, deren Turbinenwelle (3) im Einlaufbereich der Turbine (2) verlängert ist und mit dem Riementriebe um­ fassenden Getriebe (4) verbunden ist.

2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenwelle (3) an dem Träger (5) gelagert ist, der das Getriebe (4) trägt.

3. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenwelle (3) mittels eines vorgespannten Lagers (6) an dem Träger (5) gelagert ist.

4. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (4) in Durchströmungs­ richtung vor der Turbine (2) angeordnet ist.

5. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (2) in Durchströmungs­ richtung hinter der Rotorwelle (1) eingebaut ist.

6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (4) dreistufig ausge­ bildet ist.

7. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (4) eine Untersetzung von 100.000 U/min auf 1.200 bis 1.800 U/min hat.

8. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Getriebe (4) und der Rotorwelle (1) eine Kupplung (7) angeordnet ist.

9. Antriebseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (7) als Fliehkraftkupplung ausgebildet ist.

10. Antriebseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (7) als Freilaufkupplung für die Auto­ rotation des Rotors ausgebildet ist.

11. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, dass die Turbine (2) mit einer Drehzahl-Begrenzungseinrichtung versehen ist.

12. Antriebseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl-Begrenzungseinrichtung eine Steuerung für eine Treibstoffpumpe umfasst.