DE102008023194A1

DE102008023194A1 - Flächen- und oder Leitwerks-Befestigung mit Dauermagneten (Permanentmagneten) für Flugzeuge insbesondere Flugmodelle

Info

Publication number: DE102008023194A1
Application number: DE200810023194
Authority: DE
Inventors: Gerhard Fraenkle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-10
Filing date: 2008-05-10
Publication date: 2009-12-03

Abstract

Ein Flugzeug, insbesondere Flugmodell wird mit Haltemagneten (Dauermagneten) zur Befestigung von Tragflächen und/oder Leitwerksteilen versehen, um bei Überbeanspruchungen (harten Landungen und dergleichen) Schäden zu vermeiden. Dies wird durch eine entsprechende Auslegung der die möglichen Übertragungskräfte begrenzenden Dauermagnete erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft Flugzeuge insbesondere Flugmodelle, die in der Regel ferngesteuert (Radio Control: RC) betrieben werden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Modellflugzeuge werden heute üblicherweise so gebaut, dass Tragflügel und Leitwerk formschlüssig mit dem Rumpf verbunden sind. Dies führt beim Betrieb der Modelle immer dann zu Schäden, wenn durch harte Landungen, Bodenberührung der Flächen oder dergleichen die zulässigen Kräfte an den Befestigungsteilen überschritten werden. Zur Vermeidung dieser Probleme wurde schon früher versucht, Kraftbegrenzungen durch die Verwendung geeigneter Spannfedern, Flügelzungen, Gummibändern, Teflonschrauben oder dergleichen zu realisieren. Dabei sollte durch diese Elemente ein rechtzeitiges Abwerfen oder Lösen der Flügel- bzw. Leitwerks-Teile vom Rumpf ohne Beschädigungen erreicht werden. Die beschriebenen Lösungen sind bis heute nicht befriedigend, da sie entweder wegen Werkstoff-Ermüdung (Gummibänder etc.), dem undefinierten Verhalten der Teflonschrauben (Schrauben müssen nach jeder Überbeanspruchung getauscht werden), oder anderer kinematischen Unzulänglichkeiten gescheitert sind.
Mit der Erfindung werden die beschriebenen Probleme durch den Einsatz von präzise auslegbaren Permanentmagneten gelöst. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, dass bei der Verwendung von Permanent-Magnet Paaren (ein Element ist flächenfest und ein Element ist rumpffest) neben der dadurch entstehenden zentrierenden Wirkung (die beiden Magnetpaare ziehen sich selber in die Mittelachse) die beim Flug auftretenden Tragkräfte direkt und zu 100% von den Magnet-Paaren aufgenommen werden, während die Drehmomentbegrenzung (Flügel streift beispielsweise den Boden) über die Reibkraft (ca. 20% der Tragkraft) bestimmt wird. Das Löse-Drehmoment kann zusätzlich je nach Auslegung des Modells (Stabilität und Festigkeit von Flächen und Rumpf) durch weitere geometrische Maßnahmen erhöht werden, wenn das Ablösen der Flächen erst dann zugelassen wird, wenn ein bestimmter „Ablösehub” (Hubarbeit gegen die Haltekraft der Dauermagnete) erfolgt ist.
Zweckmäßigerweise werden mehrere Dauermagnet-Paare eingesetzt, um die Flächen (Tragflügel und oder Leitwerk) sicher mit dem Rumpf zu befestigen. Daraus ergibt sich eine hohe Längs- und Quer-Stabilität.
Für Flugmodelle, die im Flügel oder Leitwerk Servos für die Betätigung von Klappen (Wölbklappen, Querruder, Höhen- und Seitenruder etc.) benötigen, kann die Magnetverbindung zwischen Flächen und Rumpf gleichzeitig genutzt werden, um die elektrischen Verbindungen vom Empfänger zu den Flächen-Servos herzustellen (Plus-Minus-Pol und Steuerleitungen). Dies hat den weiteren Vorteil, dass beim Abwurf der Flächen keine Kabelverbindungen abgerissen werden.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Zeichnungs-Beschreibung und den Zeichnungen. Es zeigen:
1 ein Segel- bzw. motorgetriebenes Flugmodell mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Befestigung der Tragflächen und oder der Leitwerksteile mittels Permanentmagneten.
2 einige im Rahmen der Erfindung mögliche Ausführungen für den Aufbau der Permanent Magnethalterungen.
In 1 sind mit 1 die Tragflächen mit ihrem Profil 2, der Modellrumpf mit 5 und das Leitwerk mit 7 bezeichnet. Je nach Modellversion kann zusätzlich ein Antrieb 6 vorgesehen sein. Zur Befestigung der Tragwerksteile am Rumpf bzw. des Rumpfes am Tragwerk sind flächenfeste (3 und 8) sowie rumpffeste (4 und 9) Halteplatten vorgesehen. Jede dieser Halteplatten ist mit mehreren Permanentmagneten bestückt. Die Bohrungen der jeweils flächenfesten und rumpffesten Halteplatten für die Aufnahmen der Permanentmagnete sind exakt fluchtend angeordnet. Die Permanentmagnete 10 in den jeweiligen Halteplatten sind so eingebaut (üblicherweise geklebt), dass jeweils ein Magnet-Nordpol einem Magnetsüdpol gegenüberliegt bzw. umgekehrt. Dies führt zur höchstmöglichen Haltekraft und Zentrierung der Halteplatten bzw. Bauteile durch die Magnetkräfte selber.
Die Anzahl der Permanentmagnete bestimmt sich aus den Massen der Bauteile und den sich im Flug und bei der Landung ergebenden zusätzlichen Beanspruchungen. Die Permanentmagnete sind in vielfältigen Ausführungen zum Beispiel als runde, quadratische, mehreckige, scheiben- und ringförmige Elemente erhältlich. Durch die Dicken-Auswahl der leichten und preiswerten Permanentmagnete lässt sich für jeden Einbau die geeignete Lösung darstellen.
2, Detail 1 zeigt die übliche Anordnung der Permanentmagnete 10 in den Halteplatten 11 (flügelfest) und 12 (rumpffest). Die sich gegenseitig anziehenden Magnetseiten sind bündig mit den Berührungsflächen der Halteplatten angebracht. Wird auf die Halteplatten ein Drehmoment aufgebracht, werden nur die durch die Haltekraft erzeugten Reibkräfte (ca. 20% der Haltekraft) für die Momentbegrenzung wirksam. Der versetzte Einbau der Permanentmagnete, Detail 2, bewirkt eine zusätzliche Erhöhung des Haltedrehmomentes um die erforderliche Hubarbeit gegen die Magnethaltekraft und Ansenkung 13 mit entsprechend gewähltem Fasen-Winkel (mögliche Werte liegen zwischen 0 ... 90° mit der dafür passenden Stufenhöhe). Für Flugmodelle mit Flächen-Servos zum Betätigen der Klappen können die Magnete für die Durchleitung der elektrischen Ströme und Impulse verwendet werden. Dies erfordert den Einbau der Permanentmagnete in Halteplatten aus Isoliermaterial und die Verbindung der gegenüberliegenden Magnete mit Kontaktscheiben 14 aus magnetischem Material, an denen die elektrischen Leitungen befestigt sind. Diese Kontaktscheiben werden von den Magneten angezogen, so dass hierfür keine zusätzliche Befestigung erforderlich wird. Sind die gegenüberliegenden Magnetflächen nicht in Berührung, was durch Einbaufehler oder einen Verzug der Helteplatten vorkommen könnte, empfielt sich die Verwendung von Kontaktscheiben 15 mit Feder 16, die durch einen Ringmagneten 17 geführt werden können.

1: Tragflügel
2: Tragflügelprofil
3: Halteplatte am Tragflügel
4: Halteplatte am Rumpfflügelseitig
5: Flugzeug- bzw. Flugmodell-Rumpf
6: Propeller
7: Leitwerk
8: Halteplatte am Leitwerk
9: Halteplatte am Rumpfleitwerkseitig
10: Permanentmagnet

Claims

Flugzeuge, insbesondere Flugmodelle dadurch gekennzeichnet, dass die Tragflächen und oder Leitwerksteile mittels Permanentmagneten mit dem Flugzeug bzw. Flugmodellrumpf verbunden sind.
Flugzeuge nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Permanentmagnet Paare tragflächen-, und oder leitwerks-fest den Partnermagneten im Rumpf gegenüberliegend eingebaut sind.
Flugzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetpaare so orientiert sind, dass ein Nordpol einem Südpol gegenüberliegt bzw. umgekehrt.
Flugzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Planflächen der Permanentmagnete mit den Trennflächen der Halteplatten fluchten.
Flugzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Planflächen der Permanentmagnete in Richtung des Rumpfes und oder in Richtung der Tragfläche versetzt sind.
Flugzeug nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebohrungen bei versetzter Magnetanordnung angefast sind und der Fasen-Winkel je nach Versatz zwischen 0 ... 90°C beträgt.
Flugzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete eingepresst und oder eingeklebt sind.
Flugzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Permanentmagnet des Paares eingepresst und oder eingeklebt ist, der Partner in seiner Hochachse beweglich montiert ist, um sich ohne Spalt auf dem Gegenpol abzustützen.
Flugzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnet Paare direkt in die Tragflächen und den Rumpf ohne eigene Halteplatte eingebaut sind.
Flugzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Magnet-Paare für die elektrische Zuleitung zu den Flügel-Servos genutzt werden.
Flugzeug nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Halteplatten aus Isolationsmaterial gefertigt sind.
Flugzeug nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnet-Paare isoliert in Tragflächen und Rumpf eingebaut sind.
Flugzeug nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Anschlüsse zu den Magneten und Servos aus magnetischen Kontaktplatten bestehen, an denen die elektrischen Leitungen befestigt sind.
Flugzeug nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Anschluss an einem Magnet-Paar von einem Ringmagneten mit Kontaktplatte und integrierter Kontaktfeder gebildet wird.