DE10216479A1

DE10216479A1 - Mechanical mixer for wobble disc for helicopter rotor shaft gas inner disc inside outer ring, linkage points, guide rod, shafts and tie rods

Info

Publication number: DE10216479A1
Application number: DE2002116479
Authority: DE
Inventors: Daniele Obino
Original assignee: BISSDORF RAINER
Current assignee: BISSDORF RAINER
Priority date: 2002-04-13
Filing date: 2002-04-13
Publication date: 2003-12-18

Abstract

The wobble-plate (1) is mounted by means of a ball-and-socket joint (4) on a model helicopter's rotor shaft (5) along which it moves. The wobble plate has an inner disc (3) rotarily mounted inside an outer ring (2). One end of a guide-rod (8) is rotarily connected to the outer ring in at least one first linkage-point (9). The other end of the guide-rod is rigidly joined to a first shaft (14) mounted on a second shaft (16) rotarily mounted on a horizontal second shaft-axle (17). At least one first tie-rod is joined to a second linkage point (13).

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft eine mechanische Mischvorrichtung zum Ansteuern einer Taumelscheibe, die über ein Kugelgelenk auf einer vertikalen Rotorwelle eines Modellhubschraubers entlang der Rotorwelle verschieblich gelagert ist, wobei die Taumelscheibe eine innere Scheibe aufweist, die in einem äußeren Ring der Taumelscheibe frei drehbar gelagert ist. The invention relates to a mechanical mixing device for actuation a swashplate over a ball joint on a vertical Rotor shaft of a model helicopter slidable along the rotor shaft is mounted, the swash plate having an inner plate which in an outer ring of the swash plate is freely rotatable.

Eine derartige mechanische Mischvorrichtung ist beispielsweise aus der technischen Beschreibung des Modellhubschraubermodells "THREE DE" der Firma Jahn Henzeleit Helicopters aus dem Jahr 1997 bekannt geworden. Such a mechanical mixing device is for example from the Technical description of the model helicopter model "THREE DE" der The Jahn Henzeleit Helicopters company became known in 1997.

Modellhubschrauber gewinnen ihre Flugfähigkeit durch den Auftrieb, der bei schneller Bewegung von Blättern eines Hauptrotors (im folgenden kurz Rotor genannt) in der Umgebungsluft erzeugt wird. Die Steuerung der Flugrichtung und der Orientierung des Modellhubschraubers erfolgt durch zweierlei Arten von Maßnahmen: Das Anstellen (Verkippen) der Rotorblätter gegen die Rotationsrichtung und die Erzeugung von Kräften (Drehmomenten) durch den Heckrotor. Model helicopters gain their flight ability through the buoyancy that comes with faster movement of blades of a main rotor (hereinafter rotor for short) called) is generated in the ambient air. The control of the flight direction and the orientation of the model helicopter is done in two ways of measures: The tilting (tilting) of the rotor blades against the Direction of rotation and the generation of forces (torques) by the tail rotor.

Der Modellhubschrauber besitzt grundsätzlich 4 Arten der Bewegung:

1. Eine Pitch-Bewegung, d. h. ein Steigen und Sinken des Modellhubschraubers, wird durch ein kollektives und zeitlich konstantes Anstellen der Rotorblätter bewirkt.
2. Eine Roll-Bewegung des Modellhubschraubers, d. h. ein Drehen um eine horizontale, den Hubschrauber von vorne nach hinten durchziehende Achse, wird durch ein zyklisches Anstellen der Rotorblätter bewirkt. Dadurch kann eine Seitwärts-Translation des Modellhubschraubers eingeleitet werden.
3. Eine Nick-Bewegung des Modellhubschruabers, d. h. ein Drehen um eine horizontale, den Hubschrauber von rechter nach linker Seite durchziehende Achse, wird ebenfalls durch ein zyklisches Anstellen der Rotorblätter (mit Phasenverschiebung von ±90° gegenüber der Roll-Bewegung) bewirkt. Dadurch kann eine Vorwärts- oder Rückwärts-Translation eingeleitet werden.
4. Eine Rotation des Modellhubschraubers, d. h. eine Drehung um eine vertikale Achse, die zur Achse der Rotorwelle parallel ist, erfolgt durch Einstellung des Drehmoments des Heckrotors, welches durch die Drehzahl (und den Drehsinn) des Heckrotors bestimmt ist.

The model helicopter basically has 4 types of movement:

1. A pitch movement, ie a rising and falling of the model helicopter, is brought about by a collective and temporally constant turning of the rotor blades.
2. A roll movement of the model helicopter, ie a rotation about a horizontal axis running through the helicopter from the front to the rear, is brought about by cyclically turning the rotor blades. This allows a sideways translation of the model helicopter to be initiated.
3. A pitching movement of the model helicopter, ie turning about a horizontal axis that runs through the helicopter from right to left, is also brought about by cyclically turning the rotor blades (with a phase shift of ± 90 ° with respect to the rolling movement). This allows a forward or backward translation to be initiated.
4. A rotation of the model helicopter, ie a rotation about a vertical axis which is parallel to the axis of the rotor shaft, takes place by adjusting the torque of the tail rotor, which is determined by the speed (and the direction of rotation) of the tail rotor.

Sowohl die zyklische als auch die kollektive, zeitlich konstante Ansteuerung der Rotorblätter erfolgt durch eine spezielle Mechanik, die die Anstellwinkel der Rotorblätter mit der räumlichen Lage einer sogenannten Taumelscheibe korreliert. Die Taumelscheibe ist entlang der Rotorwelle des Modellhubschraubers verschieblich gelagert. Sie umfasst ein Kugelgelenk, welches direkt auf der Rotorwelle verschieblich gelagert ist, eine innere Scheibe sowie einen äußeren Ring. Der innere Ring sitzt auf dem Kugelgelenk auf und ist mit der Mechanik zur Ansteuerung der Anstellwinkel der Rotorblätter über zahlreiche Gestänge verbunden. Die innere Scheibe ist dazu ausgestaltet, mit der Rotorwelle zu rotieren. Der äußere Ring ist frei drehbar um die innere Scheibe gelagert, d. h. dass auch umgekehrt die innere Scheibe frei drehbar im äußeren Ring gelagert ist. Am äußeren Ring greifen Hebel an, die die relative Lage der Taumelscheibe zum Modellhubschrauber einstellen. Der äußere Ring ist also ortsfest bezüglich des Modellhubschraubers, solange die Anstellung der Rotorblätter unverändert bleibt. Insbesondere rotiert der äußere Ring nicht mit der Rotorwelle (sogenannter "stehender Außenring"). Both the cyclical and the collective, temporally constant control The rotor blades are made by a special mechanism that adjusts the angle of attack the rotor blades with the spatial position of a so-called swashplate correlated. The swashplate is along the rotor shaft of the Model helicopter slidably mounted. It includes a ball joint, which is slidably mounted directly on the rotor shaft, an inner one Disc as well as an outer ring. The inner ring sits on the Ball joint on and is with the mechanism for controlling the angle of attack the rotor blades connected by numerous rods. The inner disc is designed to rotate with the rotor shaft. The outer ring is free pivoted about the inner disc, d. H. that vice versa the inner disc is freely rotatable in the outer ring. On the outer ring attack levers that relate to the relative position of the swashplate Set model helicopter. The outer ring is therefore stationary with respect of the model helicopter as long as the rotor blades are turned on remains unchanged. In particular, the outer ring does not rotate with the Rotor shaft (so-called "standing outer ring").

Um eine Pitch-Bewegung zu bewirken, wird die Taumelscheibe entlang der vertikalen Rotorwelle nach oben oder unten verschoben. Eine Nick- Bewegung wird üblicherweise durch ein Verkippen der Taumelscheibe nach vorne oder hinten bewirkt, während eine Roll-Bewegung durch ein Verkippen der Taumelscheibe zur Seite (d. h. in eine zur Nick-Bewegung näherungsweise senkrechte Richtung) hervorgerufen wird. To cause a pitch movement, the swashplate is moved along the vertical rotor shaft shifted up or down. A nick Movement is usually followed by tilting the swashplate causes front or rear during a roll motion by tilting the swashplate to the side (i.e. into one for pitching) approximately vertical direction).

Grundsätzlich können allerdings die Nick- und Roll-Richtungen (bzw. die entsprechenden Kippachsen) der Taumelscheibe unabhängig von der Ausrichtung des Modellhubschraubers gewählt werden; in diesem Fall sollte allerdings die Mechanik der Anstellung der Rotorblätter auf der inneren Scheibe entsprechend rotiert angeordnet werden, da sonst ein atypisches Flugverhalten auftritt. Solche ausgefallenen Anordnungen haben jedoch keine Verbreitung gefunden. In principle, however, the pitch and roll directions (or the corresponding tilt axes) of the swash plate regardless of the Orientation of the model helicopter can be selected; in this case however, the mechanics of adjusting the rotor blades on the inside Disc must be arranged accordingly rotated, otherwise an atypical Flight behavior occurs. However, such fancy orders have no distribution found.

Nach dem bekannten Stand der Technik wird die Lage der Taumelscheibe über Kipphebel eingestellt, die von elektrischen Servomotoren bewegt werden. According to the known prior art, the position of the swash plate set via rocker arm that is moved by electric servo motors become.

Die Servomotoren kontrollieren und betreiben jeweils eine Motorwelle, auf der ein Hebel oder eine Scheibe angebracht ist. Auf dem Hebel oder der Scheibe sind von der Motorwelle radial beabstandet Anlenkpunkte angebracht, die bei Drehung der Welle eine Kreisbahn beschreiben. Erfolgt eine Drehung nur innerhalb eines kleinen Winkelbereichs, so kann die Bewegung eines Anlenkpunkts in erster Näherung als geradlinig angesehen werden, wobei die geradlinige Bewegungsstrecke in erster Näherung direkt proportional zum zugehörigen Drehwinkel ist. Der kleine Winkelbereich entspricht etwa dem Gültigkeitsbereich der Näherung sin α ≍ α im Bogenmaß. The servomotors control and operate one motor shaft each a lever or washer is attached. On the lever or the Disc are pivot points spaced radially from the motor shaft attached that describe a circular path when the shaft rotates. He follows a rotation only within a small angular range, the Movement of a pivot point is considered to be a straight line in the first approximation be, the straight line of motion in a first approximation directly is proportional to the associated angle of rotation. The small angular range corresponds approximately to the range of validity of the approximation sin α ≍ α im Radians.

Zusammenfassend sind also Servomotoren für die Erzeugung einer geradlinigen Bewegung eines Anlenkpunkts in einem begrenzten Wegbereich geeignet. In summary, servomotors are used to generate one rectilinear movement of a pivot point in a limited Path range suitable.

Eine grundsätzliche Alternative zu Servomotoren als Antriebseinheiten stellen Hydraulikzylinder dar. Diese verfügen inherent über einen geradlinigen Hubbereich. A basic alternative to servo motors as drive units represent hydraulic cylinders. These inherently have a straight stroke range.

Nichtlinearitäten der Servomotoren (bzw. Hydraulikzylinder) für die geradlinige Auslenkung der Anlenkpunkte sollen im weiteren außer Betracht bleiben. Nonlinearities of the servomotors (or hydraulic cylinders) for the rectilinear deflection of the articulation points should be disregarded in the following stay.

Im bekannten Stand der Technik werden die Anlenkpunkte der Servomotoren über Gestänge mit Kipphebeln verbunden, die wiederum über Gestänge an der Taumelscheibe angreifen. Aus Platzgründen sind die Servomotoren normalerweise seitlich (horizontal beabstandet) von der vertikalen Rotorwelle bzw. der Taumelscheibe angeordnet, und die Kipphebel dienen dazu, die Bewegungen der Motorwellen in vertikale Pitch- bzw. Roll- bzw. Nick-Bewegungen der Taumelscheibe umzusetzen. Im folgenden wird das zugehörige Grundprinzip erläutert. In the known prior art, the articulation points of the Servomotors connected to rocker arms via linkage, which in turn are connected via Grip the rods on the swashplate. For reasons of space, they are Servomotors are usually laterally (horizontally spaced) from the vertical rotor shaft or the swash plate, and the Rocker arms are used to convert the movements of the motor shafts into vertical pitch or roll or pitch movements of the swashplate. in the The associated basic principle is explained below.

Ein Kipphebel besteht aus einem L-förmigen Bauteil, das im Kreuzungspunkt seiner beiden Arme auf einer horizontalen, ortsfesten Achse drehbar gelagert ist. Am freien Ende des vertikalen Armes ist ein im wesentlichen horizontal ausgerichtetes Gestänge angelenkt, das anderenends am Anlenkpunkt des Servomotors angreift. Der Einfachheit halber sei angenommen, dass der vertikale Arm des Kipphebels und der Hebelarm des Servomotors (von Motorwelle zum Anlenkpunkt des Gestänges) gleich lang und parallel ausgerichtet sind. Am freien Ende des horizontalen Armes des Kipphebels ist eine im wesentlichen vertikale Hilfsstange angelenkt. Diese greift anderenends an einem Anlenkpunkt der Taumelscheibe, der starr mit dem äußeren Ring verbunden ist, an. Dieser Zustand beschreibt eine mittlere Stellung von Kippebel und Taumelscheibe. A rocker arm consists of an L-shaped component that is at the intersection its two arms can be rotated on a horizontal, fixed axis is stored. At the free end of the vertical arm is essentially one horizontally aligned linkage, the other end on Articulation point of the servo motor attacks. For the sake of simplicity assumed that the vertical arm of the rocker arm and the lever arm of the Servo motor (from motor shaft to the linkage point of the boom) of the same length and are aligned in parallel. At the free end of the horizontal arm of the Rocker arm is articulated a substantially vertical auxiliary rod. This grips the other end at a pivot point of the swashplate, which is rigid with is connected to the outer ring. This state describes one middle position of rocker arm and swashplate.

Wird nun die Motorwelle verdreht, so greift am oberen Ende des vertikalen Armes des Kipphebels eine Kraft in der Hebelebene in horizontaler Richtung an, und der Kipphebel rotiert entsprechend um die horizontale, ortsfeste Achse. Das freie Ende des horizontalen Armes des Kipphebels bewegt sich folglich in vertikaler Richtung. Über die vertikale Hilfsstange wirkt diese Bewegung auf die Taumelscheibe, welche dann über ihren Anlenkpunkt eine Kraft in vertikaler Richtung erfährt und entsprechend bewegt wird. If the motor shaft is now rotated, the vertical end engages Arm of the rocker arm a force in the lever plane in the horizontal direction on, and the rocker arm rotates accordingly around the horizontal, stationary Axis. The free end of the horizontal arm of the rocker arm moves consequently in the vertical direction. This works via the vertical auxiliary rod Movement on the swashplate, which is then over its articulation point Force is experienced in the vertical direction and is moved accordingly.

Da der Kipphebel jedoch eine Rotationsbewegung durchläuft, und die freien Enden der beiden Arme des Kipphebels Kreislinien durchlaufen, besitzt dieser Kraftübertragungsweg nur einen begrenzten Wirkungsbereich. Während bei kleinen Drehwinkeln des Kipphebels die Vertikalbewegung des Anlenkpunkts der Taumelscheibe proportional zum Drehwinkel des Kipphebels (und damit der Motorwelle) ist, nimmt bei größeren Drehwinkeln die Vertikalauslenkung des Anlenkpunkts pro Drehwinkeländerung ab. Bei einem Drehwinkel von 90° (d. h. der mit der Taumelscheibe verbundene Hebelarm ist nunmehr vertikal ausgerichtet) schließlich erfolgt gar keine Vertikalbewegung der Taumelscheibe mehr bei Veränderung des Drehwinkels des Kipphebels. Dies wird als Totpunkt des Bewegungsübertrags bezeichnet. However, since the rocker arm undergoes a rotational movement, and the free Ends of both arms of the rocker arm pass through circular lines this power transmission path has only a limited scope. While at small angles of rotation of the rocker arm, the vertical movement of the Articulation point of the swash plate proportional to the angle of rotation of the The rocker arm (and therefore the motor shaft) increases at larger angles of rotation the vertical deflection of the articulation point per change in angle of rotation. at a rotation angle of 90 ° (i.e. the one connected to the swash plate Lever arm is now aligned vertically) finally there is none at all Vertical movement of the swashplate more when changing the Angle of rotation of the rocker arm. This is called the dead center of the Movement transfer called.

Die Übertragung einer Kreisbewegung auf eine geradlinige Bewegung mittels eines Kipphebels erfolgt also grundsätzlich mit nicht zueinander proportionalen Bewegungsamplituden (Drehwinkel bzw. gerade Strecke). Dies ist ein grundsätzlicher Nachteil der Bewegungsübertragung mittels Kipphebeln. The transfer of a circular movement to a linear movement by means of a rocker arm, therefore, in principle not with each other proportional movement amplitudes (angle of rotation or straight line). This is a fundamental disadvantage of using motion transmission Rocker arms.

Der erreichbare vertikale Hub kann grundsätzlich dadurch vergrößert werden, dass der mit der Taumelscheibe verbundene Kipphebelarm länger gewählt wird als der mit der Motorwelle verbundene Kipphebelarm. Allerdings macht sich bei großen Übersetzungen das Raster des Servomotors bemerkbar: Die Winkelpositionen der Servomotors können nur in endlichen Schritten eingestellt werden. Handelsübliche Modelle besitzen 1024 Positionen, was einer Winkelquantisierung von etwa 0,35° entspricht. Bei einem effektiven Hebelarm von 10 cm entspricht dies einem Raster der Vertikalposition der Taumelscheibe von 0,6 mm. Eine merkliche Quantisierung der Einstellungen der Taumelscheibe beeinflusst jedoch das Steuerverhalten des Modellhubschraubers in negativer Weise; vielmehr ist eine quasi-kontinuierliche Einstellung der Vertikalposition der Taumelscheibe erwünscht und erforderlich. The achievable vertical stroke can basically be increased that the rocker arm connected to the swash plate is longer is selected as the rocker arm connected to the motor shaft. However, the grid of the Servo motor noticeable: The angular positions of the servo motor can only can be set in finite steps. Own commercially available models 1024 positions, which corresponds to an angle quantization of approximately 0.35 °. With an effective lever arm of 10 cm, this corresponds to a grid of Vertical position of the swashplate of 0.6 mm. A noticeable one However, quantizing the swashplate settings affects that Control behavior of the model helicopter in a negative way; rather is a quasi-continuous adjustment of the vertical position of the swashplate wanted and required.

Die Taumelscheibe besitzt notwendiger Weise mindestens drei Freiheitsgrade der Bewegung, nämlich Pitch, Rollen und Nicken. Deshalb sind mindestens drei Servomotoren erforderlich, um die Taumelscheibe in beliebige Positionen zu verfahren bzw. zu verkippen. Der Stand der Technik kennt beispielsweise zwei Prinzipien der Ansteuerung der Taumelscheibe: das Prinzip der verschwenkten Motoren und das Prinzip der direkten Hubkontrolle. Nach dem Prinzip der direkten Hubkontrolle funktioniert auch das Modell "THREE DE". Beide Prinzipien basieren auf einer Kipphebel- Technik. The swash plate necessarily has at least three Degrees of freedom of movement, namely pitch, roll and pitch. Therefore At least three servo motors are required to move the swashplate in to move or tilt any positions. The state of the art knows, for example, two principles of controlling the swashplate: the principle of swiveled motors and the principle of direct Stroke control. The principle of direct stroke control also works the model "THREE DE". Both principles are based on a rocker arm Technology.

Beim Prinzip der verschwenkten Motoren sind mindestens drei Kipphebel A, B und B' vorgesehen, die der Einfachheit halber in Anlenkpunkten a, b, und b' in Abständen von 90° (a-b), 90° (b'-a) und 180° (b-b') versetzt am äußeren Ring der Taumelscheibe angebracht sein sollen. Die Anlenkpunkte b und b' sind dabei um 180° versetzt angeordnet. Der Kipphebel A wird von einem Servomotor MA angesteuert, und die Kipphebel B und B' werden vom Servomotor MB gegengleich angetrieben. Die Kipphebel sind bezüglich der Richtungen ihrer Arme in der Mittelstellung gleich und in Hinblick auf die Mechanik und Lage der Kipphebelarme wie oben beschrieben orientiert. The principle of the swiveled motors is at least three rocker arms A, B and B 'are provided, which, for the sake of simplicity, and b 'offset at 90 ° (a-b), 90 ° (b'-a) and 180 ° (b-b') intervals on outer ring of the swash plate should be attached. The articulation points b and b 'are arranged offset by 180 °. The rocker arm A is from a servo motor MA, and the rocker arms B and B 'are from MB servo motor driven in opposite directions. The rocker arms are relative to the Directions of their arms in the middle position the same and with respect to the Mechanism and position of the rocker arms oriented as described above.

Zur Ausführung einer ersten Kippbewegung der Taumelscheibe, z. B. einer Nickbewegung, wird MA betätigt. Dadurch wird eine Seite der Taumelscheibe angehoben. Da die Höhe der Taumelscheibe durch die Hebel B und B' fixiert ist, führt dies zu einer ersten Kippbewegung. Zur Ausführung einer zweiten Kippbewegung, also hier der Rollbewegung, wird MB betätigt. b und b' bewegen sich gegengleich (zum Beispiel b nach oben, b' nach unten). Dadurch wird die zweite Kippbewegung erzeugt. To perform a first tilting movement of the swash plate, e.g. B. one Pitch movement, MA is pressed. This will make one side of the Swashplate raised. Because the height of the swashplate by the Lever B and B 'is fixed, this leads to a first tilting movement. to Execution of a second tilting movement, here the rolling movement MB actuated. b and b 'move in opposite directions (for example b upwards, b 'down). This creates the second tilting movement.

Die beiden Servomotoren MA und MB sind auf einer gemeinsamen Plattform angebracht, wobei die beiden Motorwellen von MA und MB näherungsweise entlang einer gemeinsamen Achse D verlaufen. Die Plattform ist um eine Achse C drehbar gelagert, wobei die beiden Achsen D und C parallel, aber vertikal beabstandet verlaufen. Die Drehung der Plattform um die Achse C wird von einem dritten Servomotor MC kontrolliert. Zur Ausführung einer Pitchbewegung der Taumelscheibe wird MC betätigt, wodurch die Plattform verschwenkt und damit alle Kipphebel A, B und B' gleichzeitig und in die selbe Richtung betätigt werden. Dadurch wird die Taumelscheibe entlang der vertikalen Rotorachse verschoben, näherungsweise ohne verkippt zu werden. The two servomotors MA and MB are on a common platform attached, the two motor shafts of MA and MB approximately run along a common axis D. The platform is one Axis C rotatably supported, the two axes D and C parallel, however run vertically spaced. The rotation of the platform around the axis C is controlled by a third servo motor MC. To execute a Pitch movement of the swashplate is MC actuated, causing the platform pivoted and thus all rocker arms A, B and B 'simultaneously and in the same direction. This will move the swashplate along the vertical rotor axis shifted, approximately without tilting become.

Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass jeder Motor jeweils einem Freiheitsgrad der Taumelscheibe grundsätzlich zugeordnet werden kann. Allerdings ist diese Zuordnung nur für kleine Bewegungsamplituden der einzelnen Freiheitsgrade gerechtfertigt:
Befindet sich beispielsweise der Hebel A in stark verkippter Position, beispielsweise mit stark angehobenem a, wohingegen sich die Hebel B und B' in Mittelstellung befinden, und eine Pitchbewegung der Taumelscheibe, beispielsweise ein Anheben der Taumelscheibe, wird angewählt, so addieren sich die Amplituden, die durch die Motoren MA und MC erzeugt werden, am Hebel A. An den Hebeln B und B' hingegen wirkt nur die von MC erzeugte Amplitude. Die vertikale Auslenkung pro Drehwinkel des Kipphebels, die von diesem an der Taumelscheibe erzeugt wird, nimmt mit der Amplitude des Drehwinkels des Kipphebels ab. Das bedeutet im vorliegenden Fall, dass die vertikale Anhebung der Taumelscheibe in Folge der Pitchansteuerung von MC im Bereich von a kleiner ist als im Bereich von b und b'. Dadurch wird der Kippwinkel (hier: die Nickamplitude) effektiv verkleinert. Durch die Ansteuerung des Servomotors MC, der eigentlich nur den Pitch kontrollieren soll, wird demnach auch die Nickposition beeinflusst. The advantage of this arrangement is that each motor can basically be assigned to a degree of freedom of the swash plate. However, this assignment is only justified for small movement amplitudes of the individual degrees of freedom:
If, for example, lever A is in a strongly tilted position, for example with a very raised, whereas levers B and B 'are in the middle position, and a pitch movement of the swash plate, for example lifting the swash plate, is selected, the amplitudes add up, which are generated by the motors MA and MC, on lever A. On the other hand, only the amplitude generated by MC acts on levers B and B '. The vertical deflection per angle of rotation of the rocker arm, which is generated by this on the swash plate, decreases with the amplitude of the angle of rotation of the rocker arm. In the present case, this means that the vertical lift of the swash plate as a result of the pitch control of MC is smaller in the area of a than in the area of b and b '. This effectively reduces the tilt angle (here: the pitch amplitude). By controlling the servo motor MC, which is actually only supposed to control the pitch, the pitch position is also influenced.

Besonders nachteilig ist eine Hebelposition, bei der die addierten Motoramplituden eine vertikale Lage des mit dem Anlenkpunkt der Taumelscheibe verbundenen Arms des Kipphebels verursacht. In diesem Fall bewirken kleine Änderungen der Servomotorstellungen keine Änderung der vertikalen Position der Taumelscheibe: Die Steuerung ist in einen Totpunkt gefahren. A lever position in which the added is particularly disadvantageous Motor amplitudes a vertical position with the articulation point of the Swashplate connected arm of the rocker arm caused. In this In this case, small changes in the servo motor positions do not change the vertical position of the swashplate: the control is in one Dead center driven.

In der Anordnung nach dem Prinzip der verschwenkten Motoren ist also die Steuerwirkung eines Motors abhängig von den Positionen der anderen Motoren. Im Allgemeinen können Pitch, Rollen und Nicken nicht unabhängig voneinander angesteuert werden. In the arrangement according to the principle of the swiveled motors, that is The control effect of one motor depends on the positions of the others Engines. In general, pitch, roll and pitch cannot be independent can be controlled from each other.

Beim Prinzip der direkten Hubkontrolle sind wiederum mindestens drei Kipphebel am äußeren Ring der Taumelscheibe befestigt. Der Einfachheit halber soll eine identische Anordnung von Kipphebeln A, B und B' bzw. Anlenkpunkten a, b und b' wie oben angenommen werden. Drei Servomotoren MA, MB und MB' sollen nunmehr die Kipphebel A, B und B' direkt ansteuern. The principle of direct stroke control is again at least three Rocker arm attached to the outer ring of the swash plate. The simplicity for the sake of an identical arrangement of rocker arms A, B and B 'or Articulation points a, b and b 'are assumed as above. Three Servomotors MA, MB and MB 'are now to be used with rocker arms A, B and B' head straight for it.

Zur Ausführung einer ersten Kippbewegung (z. B. Nicken) wird analog zur obigen Anordnung der Servomotor MA betätigt, der a vertikal verschiebt, wobei eine vertikale Translation der Taumelscheibe durch die unveränderten Positionen der Anlenkpunkte b und b' verhindert wird. Eine zweite Kippbewegung (z. B. Rollen) kann durch Betätigung von MB in eine erste und MB' in die andere Richtung erreicht werden. Zur Ausführung eines Pitch werden alle drei Motoren MA, MB und MB' gleichsinnig und mit gleicher Amplitude angesteuert. To carry out a first tilting movement (e.g. nodding), analog to the actuated above arrangement of the servo motor MA, which shifts a vertically, with a vertical translation of the swashplate by the unchanged Positions of the articulation points b and b 'is prevented. A second Tilting movement (e.g. rolling) can be done by pressing MB in a first and MB 'can be achieved in the other direction. To execute a pitch all three motors MA, MB and MB 'are in the same direction and with the same Amplitude driven.

Problematisch ist auch hier die Addition von Amplituden in Folge von vorherigen Servomotorpositionen. Voreingestellte und hinzukommende Amplituden addieren sich hier direkt und führen in Folge der abnehmenden Korrelation von Drehwinkel des Hebels (bzw. der Motorwelle) und vertikaler Verschiebung des Anklenkpunktes der Taumelscheibe zu größeren Drehwinkeln hin zur gegenseitigen Beeinflussung der Steuerpositionen. Auch hier besteht die Gefahr eines Verfahrens in eine Totpunktposition. The addition of amplitudes as a result of is problematic here too previous servo motor positions. Preset and added Amplitudes add up here directly and result in decreasing order Correlation of the angle of rotation of the lever (or the motor shaft) and vertical Shift of the swivel plate's pivot point to larger ones Angle of rotation towards the mutual influence of the control positions. Here, too, there is a risk of moving to a dead center position.

Auch in diesem Fall ist also die Steuerwirkung eines Servomotors abhängig von der Position der anderen Servomotoren. Pitch, Rollen und Nicken können nicht unabhängig voneinander eingestellt werden. In this case too, the control effect of a servo motor is dependent from the position of the other servomotors. Pitch, roll and nod cannot be set independently.

In den Ansteuervorrichtungen der Taumelscheibe des bekannten Standes der Technik addieren sich also die Amplituden der einzelnen Steuerbewegungen. Dadurch werden entweder die Freiheitsgrade der Taumelscheibe miteinander verkoppelt, oder aber der nutzbare Ansteuerbereich der einzelnen Freiheitsgrade der Taumelscheibe wird dergestalt eingeschränkt, dass die addierten, maximalen Drehwinkel an jedem Hebel noch im Bereich der ungefähren Proportionalität der Vertikalauslenkung der Taumelscheibe zur Winkelauslenkung am Kipphebel liegen. In the control devices of the swash plate of the known state In technology, the individual amplitudes add up Control movements. As a result, either the degrees of freedom of the Swashplate coupled together, or the usable one Control range of the individual degrees of freedom of the swash plate limited so that the added maximum rotation angle at each lever still in the range of the approximate proportionality of the Vertical deflection of the swash plate for angular deflection on the rocker arm lie.

Object of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, einen mechanischen Mischer der eingangs vorgestellten Art bereitzustellen, bei dem die Freiheitsgrade der Taumelscheibe bei der Steuerung entkoppelt und Totpunktbereiche der Steuerung der Taumelscheibe in Folge von Kopplung ausgeschlossen sind. In contrast, the object of the present invention is a provide mechanical mixer of the type presented at the beginning which decouples the degrees of freedom of the swashplate in the control and Dead center areas of the control of the swash plate as a result of coupling excluded are.

Advantages of the invention

Diese Aufgabe wird durch eine mechanische Mischvorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist,

a) dass ein Lenker an einem ersten Ende mit der dem äußeren Ring in mindestens einem ersten Anlenkpunkt drehbar und verschwenkbar verbunden ist, wobei die zum ersten Anlenkpunkt zugehörige Drehachse durch den Mittelpunkt des Kugelgelenks verläuft,
b) dass der Lenker an einem anderen Ende mit einer ersten Welle starr verbunden ist, die auf einer zweiten Welle gelagert ist,
- a) wobei die erste Welle um eine erste Wellenachse drehbar gelagert ist,
- b) wobei die zweite Welle um eine bezüglich des Modellhubschraubers ortsfeste, horizontale zweite Wellenachse drehbar gelagert ist, die eine horizontale Abstandskomponente zum ersten Anlenkpunkt aufweist,
- c) wobei die erste Wellenachse senkrecht zur zweiten Wellenachse angeordnet ist und sich diese beiden Wellenachsen schneiden,
- d) und wobei die erste Wellenachse durch den Mittelpunkt des Kugelgelenks verläuft,
c) dass mindestens eine erste Zugstange vorgesehen ist, die mit einem ersten Ende an einem zweiten Anlenkpunkt, der mit dem äußeren Ring starr verbunden ist, angreift, wobei der zweite Anlenkpunkt zum ersten Anlenkpunkt eine Abstandskomponente in Richtung einer Normalen einer Ringebene des äußeren Rings aufweist, und wobei die mindestens eine erste Zugstange entlang einer Stangenrichtung verläuft, die eine Komponente in horizontaler Richtung und senkrecht zu der zum ersten Anlenkpunkt gehörenden Drehachse aufweist,
d) dass Antriebseinrichtungen vorgesehen sind, die jeweils die erste Welle und die zweite Welle kontrollieren und antreiben, und dass eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist, die das zweite Ende der ersten Zugstange kontrolliert und in einer Zugrichtung antreibt, die eine Komponente in horizontaler Richtung und senkrecht zu der zum ersten Anlenkpunkt gehörenden Drehachse aufweist.

This object is achieved by a mechanical mixing device, which is characterized in that

a) that a link is rotatably and pivotally connected at a first end to the outer ring in at least a first articulation point, the axis of rotation associated with the first articulation point running through the center of the ball joint,
b) that the handlebar is rigidly connected at another end to a first shaft which is mounted on a second shaft,
- a) the first shaft being rotatably supported about a first shaft axis,
- b) the second shaft being rotatably mounted about a horizontal second shaft axis which is stationary with respect to the model helicopter and has a horizontal distance component from the first articulation point,
- c) the first shaft axis being arranged perpendicular to the second shaft axis and these two shaft axes intersecting,
- d) and wherein the first shaft axis runs through the center of the ball joint,
c) that at least one first tie rod is provided, which engages with a first end at a second articulation point, which is rigidly connected to the outer ring, the second articulation point from the first articulation point having a spacing component in the direction of a normal to a ring plane of the outer ring , and wherein the at least one first tie rod runs along a rod direction which has a component in the horizontal direction and perpendicular to the axis of rotation belonging to the first articulation point,
d) that drive devices are provided which control and drive the first shaft and the second shaft, respectively, and that a drive device is provided which controls the second end of the first pull rod and drives it in a pulling direction that a component in the horizontal direction and perpendicular to has the axis of rotation belonging to the first articulation point.

Eine derart ausgestaltete Mischvorrichtung verleiht der Taumelscheibe - d. h. dem äußeren Ring der Taumelscheibe - insgesamt 4 Freiheitsgrade:

1. Die Pitchbewegung wird durch eine Rotation des Lenkers um die zweite Wellenachse, d. h. durch eine Rotation der zweiten Welle bewirkt. Auf der zweiten Welle ist die erste Welle gelagert, die durch die Rotation mitbewegt wird, und auf der ersten Welle ist der Lenker befestigt, der über den ersten Anlenkpunkt am äußeren Ring der Taumelscheibe angelenkt ist. Da sich der Anlenkpunkt genau genommen auf einer Kreisbahn um die zweite Wellenachse dreht, muss eine begrenzte Verschwenkbarkeit der Taumelscheibe im ersten Anlenkpunkt gegeben sein, und/oder der erste Anlenkpunkt ist im Lenker verschieblich, etwa in einem Langloch (siehe unten) (Freiheitsgrad 4). In der Regel wird aber die Pitchverschiebung die Größenordnung des Schwenkradius, gegeben durch den Abstand von zweiter Wellenachse und dem ersten Anlenkpunkt, nicht überschreiten, so dass der notwendige Wegausgleich klein ist verglichen mit dem Schwenkradius.
2. Die Rollbewegung wird durch eine Rotation des Lenkers bzw. des ersten Anlenkpunkts um die erste Wellenachse, d. h. durch eine Rotation der ersten Welle, bewirkt. Da die erste Welle auf der zweiten Welle gelagert ist, ist diese Rotation völlig unabhängig von dem ersten Freiheitsgrad.
3. Die Nickbewegung erfolgt durch eine Rotation der Taumelscheibe um die zum ersten Anlenkpunkt gehörige Drehachse. Dies wird durch eine Verschiebung der ersten Zugstange erreicht. Die erste Zugstange ist unabhängig von den ersten beiden Freiheitsgraden betätigbar. Aufgrund der Pitch- und oder Rollbewegungen kann es allerdings zu einer Zug- oder Druckbelastung der ersten Zugstange in Stangenrichtung kommen, d. h. der zweite Anlenkpunkt sucht seinen absoluten Abstand zu einer Befestigung des zweiten Endes der ersten Zugstange, die während einer Pitch- oder Rollbewegung ortsfest im Modellhubschrauber ist, zu verändern. Da die Zugstange starr ist, muss diese Kraft durch eine geringfügige Verschwenkung der Taumelscheibe ausgeglichen werden (4. Freiheitsgrad).
4. Der äußere Ring der Taumelscheibe ist begrenzt um den ersten Anlenkpunkt verschwenkbar. Insbesondere kann der äußere Ring der Taumelscheibe geringfügig (bis zu einigen wenigen Grad) um die Rotorwelle rotiert werden und/oder der erste Anlenkpunkt kann entlang des Lenkers verschoben werden und/oder der Abstand des ersten Anlenkpunkts zur Rotorwelle kann geringfügig verschoben werden. Dieser 4. Freiheitsgrad ist notwendig, um die Wegunterschiede, die aufgrund von veränderlichen Abstandskomponenten des ersten Anlenkpunkts zur zweiten Motorwelle (Erstreckung des Lenkers in Richtung der ersten Wellenachse) oder auch des zweiten Anlenkpunkts zum Ort der Befestigung des zweiten Endes der ersten Zugstange (Erstreckung der ersten Zugstange in Richtung der ersten Wellenachse) während der Bewegung, insbesondere Pitchbewegung, der Taumelscheibe zu kompensieren. Für den vierten Freiheitsgrad ist keine eigene Ansteuerung notwendig; die erforderliche Verschwenkung des äußeren Rings der Taumelscheibe erfolgt vielmehr automatisch durch die erfindungsgemäße mechanische Mischvorrichtung.

A mixing device designed in this way gives the swashplate - ie the outer ring of the swashplate - a total of 4 degrees of freedom:

1. The pitch movement is caused by a rotation of the handlebar about the second shaft axis, ie by a rotation of the second shaft. The first shaft, which is also moved by the rotation, is mounted on the second shaft, and the link, which is articulated on the outer ring of the swash plate, is fastened on the first shaft. Since the articulation point actually rotates on a circular path around the second shaft axis, there must be limited swiveling of the swash plate in the first articulation point, and / or the first articulation point can be moved in the handlebar, for example in an elongated hole (see below) (degree of freedom 4 ) , As a rule, however, the pitch shift will not exceed the order of magnitude of the swivel radius, given by the distance from the second shaft axis and the first articulation point, so that the necessary path compensation is small compared to the swivel radius.
2. The rolling movement is brought about by a rotation of the link or the first articulation point about the first shaft axis, ie by a rotation of the first shaft. Since the first shaft is supported on the second shaft, this rotation is completely independent of the first degree of freedom.
3. The pitching movement takes place by rotating the swashplate around the axis of rotation belonging to the first articulation point. This is achieved by moving the first tie rod. The first pull rod can be operated independently of the first two degrees of freedom. Due to the pitch and or rolling movements, however, there may be a tensile or compressive load on the first pull rod in the direction of the rod, i.e. the second articulation point seeks its absolute distance from a fastening of the second end of the first pull rod, which is stationary during a pitch or roll movement Model helicopter is about to change. Since the drawbar is rigid, this force must be compensated for by slightly swiveling the swashplate (4th degree of freedom).
4. The outer ring of the swash plate can be pivoted to a limited extent around the first articulation point. In particular, the outer ring of the swash plate can be rotated slightly (up to a few degrees) around the rotor shaft and / or the first articulation point can be moved along the handlebar and / or the distance of the first articulation point to the rotor shaft can be moved slightly. This 4th Degree of freedom is necessary to compensate for the path differences caused by the variable distance components of the first articulation point to the second motor shaft (extension of the link in the direction of the first shaft axis) or the second articulation point to the location of the attachment of the second end of the first drawbar (extension of the first drawbar in Direction of the first shaft axis) during the movement, in particular pitch movement, of the swash plate. No separate control is necessary for the fourth degree of freedom; the required swiveling of the outer ring of the swash plate is rather done automatically by the mechanical mixing device according to the invention.

Die erfindungsgemäße mechanische Mischvorrichtung besitzt für die drei Freiheitsgrade der Modellhubschraubersteuerung (Pitch, Rollen, Nicken) jeweils eine unabhängige Bewegungsübertragungseinrichtung, wobei die Wirkung einer Steueramplitude von jeder der Antriebseinrichtungen unabhängig von der momentanen Steueramplitude der anderen beiden Antriebseinrichtungen erfolgt. The mechanical mixing device according to the invention has for the three Model helicopter control degrees of freedom (pitch, roll, pitch) each an independent motion transmission device, the Effect of a control amplitude from each of the drive devices regardless of the current control amplitude of the other two Drive devices are carried out.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung von erstem Ende des Lenkers und äußerem Ring durch einen starr mit dem äußeren Ring verbundenen Stift erfolgt, der durch eine Durchbruchsbohrung, ein Langloch oder eine U-förmige Aussparung des Lenkers hindurchragt, wobei die Erstreckungsrichtung der Durchbruchsöffnung, des Langlochs oder der U- förmigen Aussparung im wesentlichen parallel zur ersten Wellenachse verläuft. Dies ist eine einfache Ausgestaltung des ersten Anlenkpunkts, die die erforderliche Verschwenkbarkeit der Taumelscheibe bezüglich des ersten Anlenkpunkts aufweist. Der Lenker kann auch eine Mulde oder eine Vertiefung aufweisen, in die der Stift hineinragt, ohne den Lenker zu durchragen. Ebenso ist ein Sackloch geeignet, den Stift (und damit die Taumelscheibe) am Lenker zu führen. Vorteilhaft ist auch ein leichter Druck des Lenkers auf den Anlenkpunkt in Richtung der zum ersten Anlenkpunkt gehörenden Drehachse auf die Rotorwelle zu, wodurch der Halt des Lenkers an der Taumelscheibe verbessert wird. An advantageous embodiment of the mixing device according to the invention is characterized in that the connection from the first end of the Handlebar and outer ring through a rigid with the outer ring connected pin is made through a breakthrough hole, an elongated hole or protrudes through a U-shaped recess in the handlebar, the Extension direction of the breakthrough opening, the elongated hole or the U- shaped recess substantially parallel to the first shaft axis runs. This is a simple design of the first articulation point the required swiveling of the swash plate with respect to the first Has articulation point. The handlebar can also be a trough or a Have recess into which the pin protrudes without the handlebars project through. A blind hole is also suitable, the pin (and thus the Swashplate) on the handlebar. A slight pressure is also advantageous the handlebar to the articulation point in the direction of the first articulation point belonging axis of rotation to the rotor shaft, thereby holding the handlebar is improved on the swash plate.

Vorteilhaft ist es insbesondere, den Stift in einem elastischen, etwa aus Gummi bestehendem Lager des Lenkers zu führen. Das Lager besteht beispielsweise aus einem Hohlzylinderkörper aus weichem, elastisch verformbaren Material, in dessen Hohlraum der Stift gebettet ist und/oder hineinragt. Dabei kann das elastische Material auch schon im Mittelzustand einen leichten Druck auf die Seitenwände des Stifts ausüben. Bei guter mechanischer Stabilität kann der Stift - und damit der äußere Ring der Taumelscheibe - in beliebige Richtung verschwenkt werden und gegebenenfalls auch näherungsweise entlang der Zylinderachse oder entlang des Lenkers verschoben werden. It is particularly advantageous to make the pin in an elastic, for example Rubber existing bearing of the handlebar. The camp exists for example from a hollow cylinder body made of soft, elastic deformable material, in the cavity of which the pin is embedded and / or protrudes. The elastic material can also be in the middle state exert a slight pressure on the side walls of the pen. With good mechanical stability can the pin - and thus the outer ring of the Swashplate - can be swiveled in any direction and possibly also approximately along the cylinder axis or be moved along the handlebar.

Besonders vorteilhaft ist eine mechanische Mischvorrichtung, bei der die zum ersten Anlenkpunkt gehörende Drehachse im wesentlichen senkrecht zur ersten Wellenachse verläuft. Durch diese Geometrie sind die Kipprichtungen der Taumelscheibe bei Rollen und Nicken im wesentlichen senkrecht zueinander, was die Steuerung des Modellhubschraubers erleichtert. In der Mittelstellung der Steuerung, d. h. bei horizontaler Taumelscheibe und horizontaler erster Wellenachse, ist die zum ersten Anlenkpunkt gehörende Drehachse möglichst genau senkrecht zur ersten Wellenachse ausgerichtet. Durch den 4. Freiheitsgrad kann diese Orthogonalität bei großen Pitch- oder Rollamplituden geringfügig gestört werden, da die Taumelscheibe zum Wegausgleich des Lenkers und/oder der ersten Zugstange geringfügig verschwenkt wird. Die Abweichung vom 90°- Winkel beträgt bei den üblichen Dimensionen der Mischvorrichtung maximal etwa 1° bis 2°. A mechanical mixing device in which the the axis of rotation belonging to the first articulation point is essentially vertical runs to the first shaft axis. Because of this geometry they are Tilting directions of the swashplate in the case of rollers and pitching essentially perpendicular to each other, which is the control of the model helicopter facilitated. In the middle position of the control, d. H. with horizontal Swashplate and horizontal first shaft axis, is the first The pivot axis belonging to the articulation point is as perpendicular as possible to the first Shaft axis aligned. Due to the 4th degree of freedom, this Orthogonality slightly disturbed for large pitch or roll amplitudes be because the swash plate to compensate for the handlebar and / or the first pull rod is pivoted slightly. The deviation from 90 ° - Angle is maximum in the usual dimensions of the mixing device about 1 ° to 2 °.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen mechanische Mischvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der horizontalen Abstandskomponente des zweiten Anlenkpunkts zu einer Ebene M, die durch die Achse der Rotorwelle und die erste Wellenachse aufgespannt wird, größer ist als der Betrag der horizontalen Abstandskomponente des zweiten Endes der ersten Zugstange zur Ebene M. Dies gewährleistet, dass ein Wegunterschied zwischen zweitem Anlenkpunkt und dem Ort der Befestigung des zweiten Endes der ersten Zugstange am Modellhubschruaber, d. h. der Erstreckung der ersten Zugstange, in Folge einer Pitchbewegung durch ein einfaches Verschwenken des äußeren Rings der Taumelscheibe ausgeglichen werden kann. Andere Ausgleichsmethoden, wie etwa ein im Modellhubschrauber vertikal verschieblicher Ort der Befestigung des zweiten Endes der ersten Zugstange, sind deutlich schwieriger zu realisieren. Another advantageous embodiment of the invention mechanical mixing device is characterized in that the amount the horizontal distance component of the second articulation point to one Plane M, through the axis of the rotor shaft and the first shaft axis spanned is greater than the amount of horizontal Distance component of the second end of the first tie rod to the plane M. This ensures that there is a path difference between the second Articulation point and the location of the attachment of the second end of the first Drawbar on the model helicopter, d. H. the extension of the first Drawbar, as a result of a pitch movement by a simple Swiveling the outer ring of the swash plate can be compensated can. Other compensation methods, such as one in the model helicopter vertically displaceable place of attachment of the second end of the first Drawbar are much more difficult to implement.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform verläuft die Projektion der ersten Zugstange auf die Ebene M parallel zur ersten Wellenachse. Dadurch wird der Wegunterschied zwischen erstem Anlenkpunkt und zweiter Wellenachse einerseits sowie zwischen zweitem Anlenkpunkt und dem Ort der Befestigung des zweiten Endes der ersten Zugstange andererseits in Folge von Pitchauslenkungen einander angeglichen (d. h. die zugehörige Differenz wird verkleinert), so dass der Grad der Verschwenkung der Taumelscheibe zum Zwecke der jeweiligen Wegausgleichungen reduziert wird. In a further advantageous embodiment, the projection of the first tie rod on the plane M parallel to the first shaft axis. Thereby the path difference between the first articulation point and the second Wave axis on the one hand and between the second articulation point and the location the attachment of the second end of the first tie rod on the other hand in Sequence of pitch excursions aligned (i.e. the associated one Difference is reduced) so that the degree of pivoting the Swashplate reduced for the purpose of the respective path adjustments becomes.

Vorteilhaft ist weiterhin eine Ausführungsform, bei der der zweite Anlenkpunkt von der zum ersten Anlenkpunkt gehörenden Drehachse ausschließlich in Richtung einer Normalen einer Ringebene des äußeren Rings beabstandet ist. Am zweiten Anlenkpunkt angreifende Kräfte, die durch die erste Zugstange übertragen werden, sind im wesentlichen horizontal ausgerichtet. Durch die obige Anordnung werden Kräfte auf das Kugellager der Taumelscheibe reduziert. An embodiment in which the second is also advantageous Articulation point from the axis of rotation belonging to the first articulation point exclusively in the direction of a normal of a ring plane of the outer Is spaced apart. Forces attacking at the second articulation point, the transmitted through the first tie rod are essentially aligned horizontally. Due to the above arrangement, forces are exerted on the Swashplate ball bearing reduced.

Besonders vorteilhaft ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen mechanische Mischvorrichtung, bei der das zweite Ende der ersten Zugstange an einem ersten Gelenkpunkt eines Transferhebels angelenkt ist, der drehbar um die zweite Wellenachse gelagert ist. Diese Geometrie stellt sicher, dass sich der Lenker und die erste Zugstange in keiner Steuerposition kreuzen können. Außerdem wird auch hierdurch der Wegunterschied zwischen erstem Anlenkpunkt und zweiter Wellenachse sowie zwischen zweitem Anlenkpunkt und erstem Gelenkpunkt in Folge von Pitchauslenkungen einander angeglichen (d. h. die zugehörige Differenz verkleinert), so dass der Grad der Verschwenkung der Taumelscheibe zum Zwecke der jeweiligen Wegausgleichungen reduziert wird. Another embodiment of the is particularly advantageous mechanical mixing device according to the invention, in which the second end the first tie rod at a first pivot point of a transfer lever is articulated, which is rotatably mounted about the second shaft axis. This Geometry ensures that the handlebar and the first tie rod are in cannot cross a tax position. It will also make the Path difference between the first pivot point and the second shaft axis and between the second articulation point and the first articulation point in succession of Pitch excursions aligned (i.e. the associated difference reduced), so that the degree of swiveling of the swash plate to Purposes of the respective path adjustments is reduced.

Besonders vorteilhaft ist außerdem eine Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein dritter Anlenkpunkt, der starr mit dem äußeren Ring verbunden ist, vorgesehen ist, der bezüglich der zum ersten Anlenkpunkt gehörenden Drehachse symmetrisch zum zweiten Anlenkpunkt angeordnet ist, dass am dritten Anlenkpunkt eine zweite Zugstange angreift, und dass die zweite Zugstange von der gleichen Antriebseinheit wie die erste Zugstange kontrolliert und angetrieben wird. Dadurch wird eine Push- Pull-Anlenkung der Nickbewegung der Taumelscheibe ermöglicht. Dies vermindert Lagerkräfte in einem antreibenden Servomotor und stabilisiert zusätzlich die Position der Taumelscheibe. An embodiment which is thereby also particularly advantageous is characterized by a third articulation point that is rigid with the outer Ring is connected, which is provided with respect to the first Pivot point belonging to the axis of rotation symmetrical to the second pivot point is arranged that a second tie rod engages at the third articulation point, and that the second tie rod from the same drive unit as that first pull rod is checked and driven. This will push Pull-articulation of the pitching movement of the swashplate enables. This reduces bearing forces in a driving servo motor and stabilizes it additionally the position of the swashplate.

Eine Weiterbildung der beiden letzten Ausführungsformen ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zugstange am Transferhebel in einem zweiten Gelenkpunkt angelenkt ist, wobei der erste Gelenkpunkt und der zweite Gelenkpunkt symmetrisch bezüglich der zweiten Wellenachse angeordnet sind. Dies kombiniert die Vorteile beider Ausführungsfomen, wobei zusätzlich noch Lagerkräfte auf die zweite Welle, die hier als Achse fungiert, durch den Transferhebel reduziert werden. This is a further development of the last two embodiments characterized in that the second pull rod on the transfer lever in one second articulation point is articulated, the first articulation point and the second pivot point symmetrical with respect to the second shaft axis are arranged. This combines the advantages of both designs, with additional bearing forces on the second shaft, here as an axis acts, are reduced by the transfer lever.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen mechanischen Mischvorrichtung umfasst Servomotoren als Antriebseinrichtungen. Diese sind billig in der Anschaffung und leicht und zuverlässig elektrisch zu betreiben. A particularly advantageous embodiment of the invention mechanical mixing device includes servo motors as Drive devices. These are cheap and easy to buy to operate reliably electrically.

Bei einer alternativen Ausführungsform umfassen die Antiebseinrichtungen Hydraulikzylinder. Hydraulikzylinder können nahezu stufenlose geradlinige Bewegungsamplituden erzeugen. In an alternative embodiment, the drive means comprise Hydraulic cylinder. Hydraulic cylinders can be almost continuously linear Generate movement amplitudes.

Vorteilhaft ist weiterhin eine Ausführungsform, bei der alle Antriebseinheiten in Push-Pull-Anordnung angelenkt sind. Dies reduziert Lagerkräfte und erhöht den Wirkungsgrad der Antriebseinheiten sowie die mechanische Stabilität der Mischvorrichtung. An embodiment in which all drive units are advantageous is also advantageous are articulated in a push-pull arrangement. This reduces bearing forces and increases the efficiency of the drive units as well as the mechanical Stability of the mixing device.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der der Lenker als zweizinkige Gabel ausgebildet ist, wobei die beiden Zinken Langlöcher oder U-förmige Aussparungen aufweisen, die von mit dem äußeren Ring fest verbundenen Stiften durchgriffen werden. Die Gabel verleiht der Taumelscheibe besonders guten Halt und mechanische Stabilität. Der Verschwenkfreiheitsgrad (4. Freiheitsgrad) besteht hierbei in der Möglichkeit der Translation des Lenkers entlang der Langlocherstreckung, wie sie etwa bei einer reinen Pitchbewegung erfolgt, als auch in einer möglichen Rotation des äußeren Rings der Taumelscheibe im Rahmen der Erstreckungen der beiden Langlöcher. Die Rotation kann zum Wegausgleich bezüglich der Erstreckung der ersten und gegebenenfalls zweiten Zugstange dienen. An embodiment is particularly advantageous in which the handlebar as two-pronged fork is formed, the two prongs elongated holes or Have U-shaped recesses that are fixed with the outer ring connected pins are reached. The fork gives the Swashplate particularly good hold and mechanical stability. The Pivot degree of freedom (4th degree of freedom) is possible the translation of the handlebar along the elongated hole extension, such as with a pure pitch movement, as well as in a possible rotation of the outer ring of the swash plate within the scope of the two elongated holes. The rotation can be used to compensate for the path Extend the first and possibly the second tie rod.

Denkbar ist allerdings auch, dass einer der Bolzen am Lenker befestigt ist, beispielsweise in ein elastisches Lager eingebettet ist, während der andere Bolzen in ein Langloch oder eine U-förmige Aussparung hineinragt. However, it is also conceivable that one of the bolts is attached to the handlebar, for example, is embedded in an elastic bearing while the other Bolt protrudes into an elongated hole or a U-shaped recess.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass alle Antriebseinheiten bezüglich des Modellhubschraubers ortsfest angeordnet sind. Dies ist möglich, da keine Verschwenkung von Antriebseinheiten zur Gewährleistung der notwendigen ersten drei Freiheitsgrade der Taumelscheibenansteuerung (und damit der Modellhubschraubersteuerung) notwendig ist. Ortsfeste Motoren erhöhen die Flugstabilität des Modellhubschraubers, da Schwerpunktverlagerungen durch eine Motorverschwenkung ausgeschlossen sind. Die Anlenkung der ersten und zweiten Welle erfolgt über Gestänge, die gegebenenfalls über Kugelgelenke mit Scheiben verbunden sind, die auf den Wellen der Antriebseinrichtungen und der ersten und zweiten Welle der Mischvorrichtung angeordnet sind. Die Auslenkung der ersten (und gegebenenfalls zweiten) Zugstange erfolgt entweder direkt mit einer dritten Antriebseinrichtung oder auch über einen Transferhebel und gegebenenfalls weiteren Hilfshebeln. Notwendige Gestänge können wiederum über Kugelgelenke mit einer Scheibe auf der Welle der dritten Antriebseinrichtung bzw. den Anlenkpunkten der beteiligten Hebel, insbesondere dem zweiten und gegebenenfalls dritten Anlenkpunkt, verbunden sein. A particularly advantageous embodiment provides that all Drive units with respect to the model helicopter arranged stationary are. This is possible because there is no swiveling of drive units Ensuring the necessary first three degrees of freedom of the Swashplate control (and thus the model helicopter control) necessary is. Fixed motors increase the flight stability of the Model helicopter, since the center of gravity is shifted by a Motor swivel are excluded. The articulation of the first and second shaft takes place via linkage, possibly via ball joints connected with disks on the shafts of the drive devices and the first and second shafts of the mixing device are arranged. The Deflection of the first (and possibly second) tie rod takes place either directly with a third drive device or via one Transfer lever and other auxiliary levers if necessary. necessary Rods can in turn be attached to a ball with a washer on the ball joint Shaft of the third drive device or the articulation points of those involved Lever, in particular the second and possibly third articulation point, be connected.

Vorteilhaft ist weiterhin eine Ausführungsform, bei der die mechanische Mischvorrichtung als Baueinheit am Modellhubschrauber montierbar ist. Dadurch kann die gleiche Baueinheit schnell bei verschiedenen Modellhubschraubern verwendet werden, was Kosten für mehrere mechanische Mischvorrichtungen spart. Dies ist sinnvoll, da ein einzelner Modellhubschrauberbesitzer ohnehin nur in der Lage ist, einen einzigen Modellhubschrauber zur gleichen Zeit zu fliegen und zu steuern. Außerdem ist im Falle eines Defekts die Baueinheit leicht austauschbar. An embodiment in which the mechanical Mixing device can be mounted as a structural unit on the model helicopter. This allows the same unit to be quickly transferred to different units Model helicopters are used, which costs several mechanical mixing devices saves. This makes sense as a single Model helicopter owners are only capable of one anyway Model helicopters to fly and control at the same time. Moreover the unit is easily replaceable in the event of a defect.

Ebenso vorteilhaft ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung, bei der die mechanische Mischvorrichtung mit der gesamten Steuerelektronik des Modellhubschraubers, insbesondere mit dem Funkempfänger und der Stromquelle, eine weitere Baueinheit bildet, die am Modellhubschrauber montierbar ist. Dies erleichtert die Verwendung der weiteren Baueinheit bei einer Vielzahl von Hubschraubermodellen und sichert die leichte und schnelle Austauschbarkeit der weiteren Baueinheit. Der gegenüber der vorherigen Ausführungsform liegende Vorteil besteht darin, dass weniger elektrische Anschlüsse von einer Montage oder einem Austausch der weiteren Baueinheit betroffen werden. An embodiment of the invention is also advantageous Mixing device in which the mechanical mixing device with the entire control electronics of the model helicopter, especially with the Radio receiver and the power source, another unit that forms on Model helicopter is mountable. This facilitates the use of the additional unit in a variety of helicopter models and ensures the easy and quick interchangeability of the additional unit. The advantage over the previous embodiment is in that fewer electrical connections from one assembly or one Exchange of the additional unit will be affected.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung. Further advantages of the invention result from the description. As well can the above and those elaborated Features according to the invention individually for themselves or for several in any combination can be used. The shown and The embodiments described are not intended to be a final list to understand, but rather have exemplary character for the Description of the invention.

drawing

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt: The invention is illustrated in the drawing and is based on Embodiments explained in more detail. It shows:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung von Teilen der erfindungsgemäßen mechanischen Mischvorrichtung mit einem einarmigen Lenker; Figure 1 is a schematic perspective view of parts of the mechanical mixing device according to the invention with a one-armed handlebar.

Fig. 2 eine schematische Darstellung von Teilen der erfindungsgemäßen mechanischen Mischvorrichtung mit einer ersten Zugstange in Seitenansicht; Figure 2 is a schematic representation of parts of the mechanical mixing device according to the invention with a first tie rod in side view.

Fig. 3a einen horizontalen Ebenenschnitt der Aufhängung der Taumelscheibe am Lenker einer erfindungsgemäßen mechanischen Mischvorrichtung in Mittelstellung; 3a shows a horizontal plane cross section of the suspension of the swash plate on the handlebars of a mechanical mixing device according to the invention in the center position.

Fig. 3b einen horizontalen Ebenenschnitt der Aufhängung der Taumelscheibe am Lenker einer erfindungsgemäßen mechanischen Mischvorrichtung in verschwenkter Stellung; Figure 3b is a horizontal plane cross section of the suspension of the swash plate on the handlebars of a mechanical mixing device according to the invention in pivoted position.

Fig. 4 eine schematische perspektivische Darstellung von Teilen der erfindungsgemäßen mechanischen Mischvorrichtung mit einem gabelförmigen Lenker; Figure 4 is a schematic perspective view of parts of mechanical mixing device according to the invention with a forked arm.

Fig. 5 eine schematische Darstellung von Teilen der erfindungsgemäßen mechanischen Mischvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Zugstange in Seitenansicht. Fig. 5 is a schematic representation of parts of the mechanical mixing device according to the invention with a first and a second tie rod in a side view.

Description of the embodiments

Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung von Teilen der erfindungsgemäßen mechanischen Mischvorrichtung für Modellhubschrauber in einer Mittelstellung. Eine Taumelscheibe 1 weist einen äußeren Ring 2 und eine innere Scheibe 3 auf, wobei die innere Scheibe 3 frei drehbar im äußeren Ring 2 gelagert ist. Die Taumelscheibe 1 ist auf einem Kugelgelenk 4 gelagert, welches wiederum auf einer vertikalen Rotorwelle 5 verschieblich gelagert ist. Fig. 1 shows a schematic perspective view of parts of mechanical mixing device according to the invention for model helicopters in a middle position. A swash plate 1 has an outer ring 2 and an inner plate 3 , the inner plate 3 being freely rotatable in the outer ring 2 . The swash plate 1 is mounted on a ball joint 4 , which in turn is slidably mounted on a vertical rotor shaft 5 .

Die innere Scheibe 3 ist mit nicht eingezeichneten und nicht zur Erfindung gehörenden Gestängen mit den Rotorblättern des Modellhubschraubers verbunden und dreht daher mit dem Hauptrotor mit. Die räumliche Lage der inneren Scheibe 3 bestimmt die Anstellwinkel der Rotorblätter. Ein Gestänge, das mit der inneren Scheibe 3 verbunden ist, durchläuft bei einem Rotorumlauf im Falle einer Kippung der inneren Scheibe 3 eine Hoch-Tief- Bewegung, was zu einem zyklischen Anstellen der Rotorblätter während eines Umlaufs führt. Die Position der inneren Scheibe 3 auf der Rotorwelle 5 bestimmt den mittleren Anstellwinkel aller Rotorblätter. The inner disk 3 is connected to the rotor blades of the model helicopter with rods (not shown) which are not part of the invention and therefore rotates with the main rotor. The spatial position of the inner disc 3 determines the angle of attack of the rotor blades. A linkage, which is connected to the inner disk 3 , undergoes a high-low movement during a rotor revolution in the event of a tilting of the inner disk 3 , which leads to a cyclical adjustment of the rotor blades during one revolution. The position of the inner disc 3 on the rotor shaft 5 determines the average angle of attack of all rotor blades.

Der äußere Ring 2 der Taumelscheibe 1 ist mit einem zylindrischen Stift 6 starr verbunden. Die Achse des Stiftes 6 erstreckt sich durch den Mittelpunkt des Kugelgelenks 4. Der Stift 6 durchragt ein Langloch 7 eines Lenkers 8, der die Taumelscheibe 1 hält und führt. Der Mittelpunkt des Teils des Stifts 6, welcher das Langloch 7 durchragt, wird als erster Anlenkpunkt 9 bezeichnet. Die Achse des Stifts 6 stellt die zum ersten Anlenkpunkt 9 gehörige Drehachse 10 dar. The outer ring 2 of the swash plate 1 is rigidly connected with a cylindrical pin 6 . The axis of the pin 6 extends through the center of the ball joint 4 . The pin 6 extends through an elongated hole 7 of a handlebar 8 , which holds and guides the swash plate 1 . The center of the part of the pin 6 which extends through the elongated hole 7 is referred to as the first articulation point 9 . The axis of the pin 6 represents the axis of rotation 10 belonging to the first articulation point 9 .

Der äußere Ring 2 weist weiterhin einen Ausleger 11 auf, an dem ein kugeliger Fortsatz 12 befestigt ist. Der kugelige Fortsatz 12 dient zur Anlenkung einer ersten Zugstange, die in Fig. 1 nicht dargestellt ist. Vorteilhafter Weise liegt der kugelige Fortsatz 12 bezüglich einer Ebene, definiert dadurch, dass eine Ringebene des äußeren Rings 2 in ihr liegt, senkrecht oberhalb der zum ersten Anlenkpunkt 9 gehörigen Drehachse 10. Der Mittelpunkt der Kugel des kugeligen Fortsatzes 12 wird als zweiter Anlenkpunkt 13 bezeichnet. The outer ring 2 also has a bracket 11 to which a spherical extension 12 is attached. The spherical extension 12 serves to link a first tie rod, which is not shown in FIG. 1. The spherical extension 12 advantageously lies with respect to a plane, defined by the fact that an annular plane of the outer ring 2 lies in it, perpendicularly above the axis of rotation 10 belonging to the first articulation point 9 . The center of the ball of the spherical extension 12 is referred to as the second articulation point 13 .

Der Lenker 8 ist mit einer ersten Welle 14 verbunden, die um eine erste Wellenachse 15 rotiert werden kann. Die erste Wellenachse 15 geht durch den Mittelpunkt des Kugelgelenks 4. Die erste Welle 14 ist außerdem auf einer zweiten Welle 16 gelagert, so dass die erste Welle 14 Rotationen der zweiten Welle 16 um eine zweite Wellenachse 17 in Pfeilrichtungen 18 mit ausführt. In der Fig. 1 ist diese Lagerung der ersten Welle 14 auf der zweiten Welle 16 dadurch realisiert, dass die zweite Welle 16 eine Bohrung 19 aufweist, in der die erste Welle 14 verläuft und in welcher die erste Welle 14 drehbar in Pfeilrichtungen 20 gelagert ist. Grundsätzlich sind aber auch andere Lager, etwa mit einer gespreizten zweiten Welle 16, denkbar. Die zweite Welle 16 ist in einer Bohrung 21 eines Halters 22 drehbar gelagert. Dieser Halter 22 ist ortsfest im Modellhubschrauber befestigt, wodurch die zweite Wellenachse 17 ebenfalls ortsfest im Modellhubschrauber verläuft. Die zweite Wellenachse 17 verläuft in einer horizontaler Richtung, und die erste Wellenachse 15 und die zweite Wellenachse 17 schneiden sich unter rechtem Winkel. Die zweite Welle 16 weist außerdem einen Dorn 23 auf der zweiten Wellenachse 17 auf, der zur Befestigung eines nicht in Fig. 1 eingezeichneten Transferhebels genutzt werden kann (siehe Fig. 2). The link 8 is connected to a first shaft 14 which can be rotated about a first shaft axis 15 . The first shaft axis 15 passes through the center of the ball joint 4 . The first shaft 14 is also mounted on a second shaft 16 , so that the first shaft 14 rotates the second shaft 16 about a second shaft axis 17 in the arrow directions 18 . In FIG. 1, this mounting of the first shaft 14 on the second shaft 16 is realized in that the second shaft 16 having a bore 19 in which extends the first shaft 14 and is mounted in which the first shaft 14 is rotatably in the arrow directions 20 , In principle, however, other bearings, for example with a spread second shaft 16 , are also conceivable. The second shaft 16 is rotatably mounted in a bore 21 of a holder 22 . This holder 22 is fixed in the model helicopter, whereby the second shaft axis 17 also runs in the model helicopter. The second shaft axis 17 extends in a horizontal direction, and the first shaft axis 15 and the second shaft axis 17 intersect at a right angle. The second shaft 16 also has a mandrel 23 on the second shaft axis 17 , which can be used to fasten a transfer lever (not shown in FIG. 1) (see FIG. 2).

Um eine Pitchbewegung, also eine Verschiebung der Taumelscheibe 1 entlang der Rotorwelle 5 durchzuführen, wird die zweite Welle 16 rotiert. Eine Rotation der zweiten Welle 16 im Uhrzeigersinn führt zu einer Aufwärtsbewegung des Lenkers 8, wodurch der Stift 6 angehoben wird. Da der Stift 6 fest mit der Taumelscheibe 1 verbunden ist, muss diese der Aufwärtsbewegung folgen. Dabei wird der Abstand der zweiten Wellenachse 17 zum ersten Anlenkpunkt 9 (Zentrum des Stifts 6 im Langloch 7) vergrößert, und der Stift 6 wandert im Langloch 7 relativ nach links, um diesen Wegunterschied auszugleichen. In order to carry out a pitch movement, that is to say a displacement of the swash plate 1 along the rotor shaft 5 , the second shaft 16 is rotated. Rotation of the second shaft 16 in a clockwise direction results in an upward movement of the link 8 , whereby the pin 6 is raised. Since the pin 6 is firmly connected to the swash plate 1 , it must follow the upward movement. The distance between the second shaft axis 17 and the first articulation point 9 (center of the pin 6 in the elongated hole 7 ) is increased, and the pin 6 moves relatively to the left in the elongated hole 7 in order to compensate for this path difference.

Im Allgemeinen wird auch ein Wegausgleich bezüglich der nicht eingezeichneten ersten Zugstange, die einenends am kugeligen Fortsatz 12 angelenkt ist, notwendig sein. Dies kann durch eine Rotation des äußeren Rings 2 um die Rotorwelle 5 erfolgen. Ist das zweite Ende der Zugstange in einem (nicht eingezeichnetem) ersten Gelenkpunkt an einer bei einer Pitch- oder Rollauslenkung ortsfesten Struktur des Modellhubschraubers (zum Beispiel einer Antriebseinrichtung oder einem Transferhebel) angelenkt, und liegt dieser erste Gelenkpunkt näher an einer Ebene M, die durch die Achse der Rotorwelle 5 und die erste Wellenachse 15 aufgespannt wird, als der zweite Anlenkpunkt 13, so kann eine Rotation des äußeren Rings 2 zum Ausgleich von Abstandsveränderungen von zweitem Anlenkpunkt 13 und erstem Gelenkpunkt dienen. Liegt beispielsweise der erste Gelenkpunkt etwa in der Nähe des rechten Endes der ersten Welle 14, so würde mit einer Aufwärtsbewegung der Taumelscheibe 1 eine Verlängerung der ersten Zugstange nötig, um die Position der Taumelscheibe 1 zu halten. Da die erste Zugstange aber starr ist, wird der Abstand von zweitem Anlenkpunkt 13 und erstem Gelenkpunkt dadurch konstant gehalten, dass der äußere Ring 2 der Taumelscheibe 1 geringfügig gegen den Uhrzeiger rotiert. Dies verkürzt die Abstandskomponente in Richtung der ersten Wellenachse 15 und/oder in Richtung der zweiten Wellenachse 17, wodurch eine Zunahme der vertikalen Abstandskomponente ermöglicht wird. Um eine Anlenkung der ersten Zugstange an den zweiten Anlenkpunkt 13 und den ersten Gelenkpunkt auch in leicht rotierter Position bewerkstelligen zu können, werden im gezeigten Ausführungsbeispiel Kugelgelenke zur Anlenkung eingesetzt. In general, it will also be necessary to compensate for the not shown first tie rod, which is hinged at one end to the spherical extension 12 . This can be done by rotating the outer ring 2 around the rotor shaft 5 . If the second end of the drawbar is articulated in a (not shown) first articulation point to a structure of the model helicopter (for example a drive device or a transfer lever) which is stationary in the case of a pitch or roll deflection, and this first articulation point lies closer to a plane M which is through If the axis of the rotor shaft 5 and the first shaft axis 15 are spanned as the second articulation point 13 , a rotation of the outer ring 2 can serve to compensate for changes in distance between the second articulation point 13 and the first articulation point. For example, if the first hinge point approximately in the vicinity of the right end of the first shaft 14, the swash plate 1 would be an extension of the first pull rod necessary with an upward movement, to maintain the position of the swash plate. 1 However, since the first tie rod is rigid, the distance between the second articulation point 13 and the first articulation point is kept constant in that the outer ring 2 of the swash plate 1 rotates slightly counterclockwise. This shortens the distance component in the direction of the first shaft axis 15 and / or in the direction of the second shaft axis 17 , which enables an increase in the vertical distance component. In order to be able to articulate the first tie rod to the second articulation point 13 and the first articulation point even in a slightly rotated position, ball joints are used for articulation in the exemplary embodiment shown.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 stellen die Rotationsfähigkeit des äußeren Rings 2 der Taumelscheibe 1 und die Translationsfähigkeit des Stifts 6 im Langloch 7 die Verschwenkbarkeit der Taumelscheibe 1 im ersten Anlenkpunkt 9 dar. In the embodiment of FIG. 1, the ability of the outer ring 2 of the swashplate 1 to rotate and the translational ability of the pin 6 in the elongated hole 7 represent the swiveling ability of the swashplate 1 in the first articulation point 9 .

Eine Rollbewegung, also eine seitliche Kippung der Taumelscheibe 1 (seitlich der Taumelscheibe 1 liegt z. B. das Langloch 7), wird durch eine Rotation der ersten Welle 14 um die erste Wellenachse 15 bewirkt. Der erste Anlenkpunkt 9 wird dabei auf einer Kreisbahn um den Mittelpunkt des Kugelgelenks 4 geführt. Diese Rotation ist völlig unabhängig von der eingestellten Pitchamplitude, das heißt der Rotationsamplitude der zweiten Welle 16. A rolling movement, that is to say a lateral tilting of the swash plate 1 (for example, the elongated hole 7 is located to the side of the swash plate 1 ), is caused by a rotation of the first shaft 14 about the first shaft axis 15 . The first articulation point 9 is guided on a circular path around the center of the ball joint 4 . This rotation is completely independent of the set pitch amplitude, that is to say the rotation amplitude of the second shaft 16 .

Eine Nickbewegung, also eine Kippung der Taumelscheibe 1 nach vorne oder hinten (vor der Taumelscheibe 1 liegt z. B. die zweite Welle 16), wird durch eine Rotation der Taumelscheibe 1 um die zum ersten Anlenkpunkt 9 gehörende Drehachse 10 bewirkt. Dazu wird der zweite Anlenkpunkt 13 durch die erste Zugstange in etwa horizontaler Richtung in Richtung der ersten Wellenachse 15 verschoben. Dies bewirkt ein Kippen der Taumelscheibe 1 nach vorne bzw. hinten. A pitching movement, that is, a tilting of the swash plate 1 forwards or backwards (for example, the second shaft 16 lies in front of the swash plate 1 ) is caused by a rotation of the swash plate 1 about the axis of rotation 10 belonging to the first articulation point 9 . For this purpose, the second articulation point 13 is displaced by the first tie rod in an approximately horizontal direction in the direction of the first shaft axis 15 . This causes the swash plate 1 to tilt forward or backward.

Vorzugsweise ist die zum ersten Anlenkpunkt 9 gehörende Drehachse 10 im Mittelzustand, d. h. bei horizontal ausgerichteter Taumelscheibe 1 und einer Taumelscheibe 1 mit gleicher vertikaler Höhe wie die zweite Welle 16, senkrecht zur ersten Wellenachse 15 ausgerichtet. Dadurch ist die Nickbewegung senkrecht zur Rollbewegung der Taumelscheibe 1, und die Steuerung des Modellhubschraubers ist leicht möglich. Preferably, the pivot point belonging to the first 9 rotation axis 10 is in the intermediate state, that is aligned with a horizontally oriented swash plate of a swash plate 1 and 1 with the same vertical height as the second shaft 16, perpendicular to the first shaft axis 15 °. As a result, the pitching movement is perpendicular to the rolling movement of the swash plate 1 , and the control of the model helicopter is easily possible.

Bei einem typischen Modellhubschrauber von etwa 50 cm Länge der "Passagierkabine" und etwa 1 m Rotorblattlänge (d. h. Spannweite ca. 2 m) beträgt ein typischer Durchmesser einer Taumelscheibe 1 etwa 4 cm, und die typische horizontale Beabstandung von Rotorwelle 5 und zweiter Wellenachse 16 beträgt etwa 10 cm. Typische Kippwinkel der Taumelscheibe 1 betragen bis zu 45° gegen die Horizontale in jeder Richtung, und ein typischer Gesamthub (Pitchhub) der Taumelscheibe 1 beträgt etwa 6 cm. Die Mechanik zur Ansteuerung der Taumelscheibe 1, insbesondere die erste und zweite Welle 14, 16 sowie die Antriebseinrichtungen, befinden sich in der Regel auf der Cockpit-Seite des Modellhubschraubers. In a typical model helicopter of about 50 cm in length of the "passenger cabin" and about 1 m in rotor blade length (ie wingspan about 2 m), a typical diameter of a swash plate 1 is about 4 cm, and the typical horizontal spacing of rotor shaft 5 and second shaft axis 16 is about 10 cm. Typical tilt angles of the swash plate 1 are up to 45 ° in relation to the horizontal in any direction, and a typical total stroke (pitch stroke) of the swash plate 1 is approximately 6 cm. The mechanics for controlling the swash plate 1 , in particular the first and second shafts 14 , 16 and the drive devices, are generally located on the cockpit side of the model helicopter.

In der Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht von Teilen der erfindungsgemäßen mechanischen Mischvorrichtung dargestellt. Am zweiten Anlenkpunkt 13 ist über den kugeligen Fortsatz 12 eine erste Zugstange 24 am äußeren Ring 2 der Taumelscheibe 1 angelenkt. Die erste Zugstange 24 ist wiederum an einem Transferhebel 25 über einem ersten Gelenkpunkt 26 angelenkt. Der Transferhebel 25 ist drehbar auf dem Dorn 23, der fest mit der zweiten Welle 16 verbunden ist, gelagert. Die Achse des zylindrischen Dorns 23 verläuft entlang der zweiten Wellenachse 17. FIG. 2 shows a schematic side view of parts of the mechanical mixing device according to the invention. At the second articulation point 13 , a first pull rod 24 is articulated on the outer ring 2 of the swash plate 1 via the spherical extension 12 . The first pull rod 24 is in turn articulated on a transfer lever 25 via a first pivot point 26 . The transfer lever 25 is rotatably mounted on the mandrel 23 , which is fixedly connected to the second shaft 16 . The axis of the cylindrical mandrel 23 runs along the second shaft axis 17 .

Im gezeigten Ausführungsbespiel sind die Abstandsvektoren von zweitem Anlenkpunkt 13 und zum ersten Anlenkpunkt 9 gehörender Drehachse 10 sowie von erstem Gelenkpunkt 26 und zweiter Wellenachse 17 parallel und gleich lang. Dies vereinheitlicht die Änderung der Beabstandung von erstem Anlenkpunkt 9 bzw. zweitem Anlenkpunkt 13 und zweiter Wellenachse 17 bzw. erstem Gelenkpunkt 26 bei Ausführung von Pitchbewegungen der Taumelscheibe 1. Die Vereinheitlichung ist um so genauer, je ähnlicher die Beabstandungen der beiden Anlenkpunkte 9, 13 von der Rotorwelle sind. In the exemplary embodiment shown, the distance vectors from the second articulation point 13 and the axis of rotation 10 belonging to the first articulation point 9 and from the first articulation point 26 and the second shaft axis 17 are parallel and of equal length. This standardizes the change in the spacing between the first articulation point 9 or second articulation point 13 and the second shaft axis 17 or the first articulation point 26 when pitch movements of the swash plate 1 are carried out . The standardization is the more precise, the more similar the spacings of the two articulation points 9 , 13 from the rotor shaft are.

Über eine Stange 27, die von einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung in Pfeilrichtungen 28 verschoben werden kann, kann eine Nickbewegung der Taumelscheibe 1 bewirkt werden. A pitching movement of the swash plate 1 can be effected via a rod 27 , which can be displaced in the direction of the arrow 28 by a drive device, not shown.

Fig. 3a zeigt schematisch eine Darstellung einer alternativen Ausführungsform zur Anlenkung des Stifts 6 (und damit der Taumelscheibe 1) an den Lenker 8 in einem horizontalen Schnitt. Der Stift 6 durchragt den Lenker 8 durch eine Aussparung, die durch ein ring- oder scheibenförmiges elastisches Lager, etwa einen Gummiring, begrenzt wird. Im Schnitt der Fig. 3a sind zwei Schnittflächen 29 und 30 des elastischen Lagers zu sehen. In Fig. 3a ist die Taumelscheibe 1 in Mittelstellung, insbesondere mit der Drehachse 10 und der ersten Wellenachse 15 in rechtem Winkel zueinander. Fig. 3a shows schematically an illustration of an alternative embodiment for the articulation of the pin 6 (and hence of the swash plate 1) to the arm 8 in a horizontal section. The pin 6 extends through the handlebar 8 through a recess which is delimited by an annular or disk-shaped elastic bearing, such as a rubber ring. In the section of Fig. 3a two cut surfaces 29 and 30 to see of the elastic bearing. In Fig. 3a, the swash plate 1 in the middle position, in particular with the rotation axis 10 and the first axle shaft 15 to each other at right angles.

Wird eine Rotation des äußeren Rings 2 der Taumelscheibe 1 um die Rotorwelle 5 zum Zwecke der Wahrung des Abstandes von zweitem Anlenkpunkt 13 und erstem Gelenkpunkt 26 in Folge einer Pitchauslenkung notwendig, so wird das elastische Lager verformt. Dies ist in Fig. 3b dargestellt. Der Stift 6 (und damit der äußere Ring 2 der Taumelscheibe 1) sind entgegen dem Uhrzeigersinn nach rechts gegenüber Fig. 3a verschwenkt. Die Schnittflächen 31 und 32 des elastischen Lagers sind entsprechend verformt. Im Ergebnis wird dadurch die zum ersten Anlenkpunkt gehörige Drehachse 33 die erste Wellenachse 15 unter einem von 90° abweichendem Winkel schneiden. If rotation of the outer ring 2 of the swash plate 1 around the rotor shaft 5 is necessary for the purpose of maintaining the distance from the second articulation point 13 and the first articulation point 26 as a result of a pitch deflection, the elastic bearing is deformed. This is shown in Fig. 3b. The pin 6 (and thus the outer ring 2 of the swash plate 1 ) are pivoted counterclockwise to the right compared to Fig. 3a. The cut surfaces 31 and 32 of the elastic bearing are deformed accordingly. As a result, the axis of rotation 33 belonging to the first articulation point will intersect the first shaft axis 15 at an angle deviating from 90 °.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen mechanischen Mischvorrichtung mit einem zweizinkigen, gabelförmigen Lenker 34. Am äußeren Ring 2 der Taumelscheibe 1 ist ein weiterer Stift 35 befestigt, der durch ein weiteres Langloch 36 des hinteren Arms des Lenkers 34 ragt. Der zweite Lenkerarm erhöht die mechanische Kontrolle der Taumelscheibe 1 und verringert die Kräfte auf das Kugelgelenk 4 und somit das Lager des ersten Anlenkpunkts 9. FIG. 4 shows an embodiment of the mechanical mixing device according to the invention with a two-pronged, fork-shaped link 34 . On the outer ring 2 of the swash plate 1 , a further pin 35 is attached, which protrudes through a further slot 36 in the rear arm of the handlebar 34 . The second link arm increases the mechanical control of the swash plate 1 and reduces the forces on the ball joint 4 and thus the bearing of the first articulation point 9 .

In Fig. 5 schließlich ist eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen mechanischen Mischvorrichtung mit einer zweiten Zugstange 37 gezeigt. Der äußere Ring 2 der Taumelscheibe 1 weist einen unteren Ausleger 38 auf, der über einen dritten Anlenkpunkt 39 mit der zweiten Zugstange 37 verbunden ist. Diese ist an einem (gegenüber dem in Fig. 2 dargestellten) verlängerten Transferhebel 40 in einem zweiten Gelenkpunkt 41 angelenkt. Die Anlenkungen im zweiten und dritten Anlenkpunkt 13, 39 sowie im ersten und zweiten Gelenkpunkt 26, 41 sind als Kugelgelenke ausgeführt. Finally, FIG. 5 shows a side view of the mechanical mixing device according to the invention with a second tie rod 37 . The outer ring 2 of the swash plate 1 has a lower arm 38 which is connected to the second pull rod 37 via a third articulation point 39 . This is articulated on an extended transfer lever 40 (compared to the one shown in FIG. 2) in a second articulation point 41 . The articulations in the second and third articulation points 13 , 39 and in the first and second articulation points 26 , 41 are designed as ball joints.

Erste und zweite Zugstange 24, 37 verlaufen parallel. An den verlängerten Transferhebel 40 ist mittels zweier Stangen 42, 43 eine Antriebseinrichtung, etwa ein Servomotor, angelenkt. Auf der Motorwelle 44 der Antriebseinrichtung ist eine Scheibe 45 befestigt, die in zwei Scheibenpunkten 46 und 47 an die beiden Stangen 42 und 43 angelenkt ist. Durch die Anordnung ist eine Betätigung der Kippbewegung (Nickbewegung) im Rahmen eines Push-Pull-Betriebs der Antriebseinrichtung möglich. Dazu wird die Motorwelle 44 und damit die Scheibe 45 in Pfeilrichtungen 48 rotiert. First and second tie rods 24 , 37 run parallel. A drive device, such as a servo motor, is articulated to the extended transfer lever 40 by means of two rods 42 , 43 . A disk 45 is attached to the motor shaft 44 of the drive device and is articulated to the two rods 42 and 43 in two disk points 46 and 47 . The arrangement enables actuation of the tilting movement (pitching movement) as part of a push-pull operation of the drive device. For this purpose, the motor shaft 44 and thus the disk 45 are rotated in the direction of the arrows 48 .

Eine mechanische Mischvorrichtung zum Ansteuern einer Taumelscheibe 1 eines Modellhubschraubers, die über ein Kugelgelenk 4 auf einer vertikalen Rotorwelle 5 verschieblich gelagert ist, wobei die Taumelscheibe 1 einem äußeren Ring 2 aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Lenker 8 mit der dem äußeren Ring 2 in mindestens einem ersten Anlenkpunkt 9 drehbar und verschwenkbar verbunden ist, wobei die zum ersten Anlenkpunkt 9 zugehörige Drehachse 10 durch den Mittelpunkt des Kugelgelenks 4 verläuft, dass der Lenker 8 an einem anderen Ende mit einer ersten Welle 14 starr verbunden ist, die auf einer zweiten Welle 16 gelagert ist, wobei die erste Welle 14 um eine erste Wellenachse 15 drehbar gelagert ist, wobei die zweite Welle 16 um eine ortsfeste, horizontale zweite Wellenachse 17 drehbar gelagert ist, wobei die erste Wellenachse 15 die zweite Wellenachse 17 senkrecht schneidet, und wobei die erste Wellenachse 15 durch den Mittelpunkt des Kugelgelenks 4 verläuft, dass mindestens eine erste Zugstange 24 vorgesehen ist, die mit einem ersten Ende an einem zweiten Anlenkpunkt 13 des äußeren Rings 2 angreift, dass Antriebseinrichtungen vorgesehen sind, die jeweils die erste Welle 14 und die zweite Welle 16sowie das zweite Ende der ersten Zugstange 24 kontrollieren und antreiben. Dadurch sind die Freiheitsgrade der Taumelscheibe 1 bei der Steuerung entkoppelt. A mechanical mixing device for controlling a swash plate 1 of a model helicopter, which is displaceably mounted on a vertical rotor shaft 5 via a ball joint 4 , the swash plate 1 having an outer ring 2 , is characterized in that a link 8 with the outer ring 2 in At least a first articulation point 9 is rotatably and pivotably connected, the axis of rotation 10 associated with the first articulation point 9 running through the center of the ball joint 4 , that the link 8 is rigidly connected at another end to a first shaft 14 which is on a second shaft 16 is mounted, the first shaft 14 being rotatably mounted about a first shaft axis 15 , the second shaft 16 being rotatably mounted about a stationary, horizontal second shaft axis 17 , the first shaft axis 15 intersecting the second shaft axis 17 perpendicularly, and wherein the first shaft axis 15 runs through the center of the ball joint 4 , that at least At least a first tie rod 24 is provided, which engages with a first end at a second articulation point 13 of the outer ring 2 , that drive devices are provided which each control the first shaft 14 and the second shaft 16 and the second end of the first tie rod 24 and drive. As a result, the degrees of freedom of the swash plate 1 are decoupled in the control.

Claims

1. Mechanical mixing device for controlling a swash plate ( 1 ), which is displaceably mounted on a vertical rotor shaft ( 5 ) of a model helicopter via the ball joint ( 4 ) along the rotor shaft ( 5 ), the swash plate ( 1 ) being an inner plate ( 3 ) which is mounted in an outer ring (2) of the swash plate (1) freely rotatable, characterized in that

a) that a control arm (8) at a first end with the outer ring (2) at a first articulation point (9) is at least rotatably and pivotably connected, with the associated first articulation point (9) rotation axis (10) through the center of the ball joint ( 4 ),

b) that the link ( 8 ) is rigidly connected at another end to a first shaft ( 14 ) which is mounted on a second shaft ( 16 ),

a) the first shaft ( 14 ) being rotatably mounted about a first shaft axis ( 15 ),

b) the second shaft ( 16 ) is rotatably mounted about a horizontal second shaft axis ( 17 ) which is stationary with respect to the model helicopter and has a horizontal distance component from the first articulation point ( 9 ),

c) the first shaft axis ( 15 ) being arranged perpendicular to the second shaft axis ( 17 ) and these two shaft axes ( 15 , 17 ) intersecting,

d) and wherein the first shaft axis ( 15 ) runs through the center of the ball joint ( 4 ),

c) that at least one first tie rod ( 24 ) is provided, which engages with a first end at a second articulation point ( 13 ) which is rigidly connected to the outer ring ( 2 ), the second articulation point ( 13 ) being the first articulation point ( 9 ) has a spacing component in the direction of a normal to a ring plane of the outer ring ( 2 ), and wherein the at least one first pull rod ( 24 ) runs along a rod direction, the component in the horizontal direction and perpendicular to that to the first articulation point ( 9 ) has associated axis of rotation ( 10 ),

d) that drive devices are provided which each control and drive the first shaft ( 14 ) and the second shaft ( 16 ) and that a drive device is provided which controls the second end of the first pull rod ( 24 ) and drives it in a pulling direction, which has a component in the horizontal direction and perpendicular to the axis of rotation ( 10 ) belonging to the first articulation point ( 9 ).

2. Mechanical mixing device according to claim 1, characterized in that the connection of the first end of the link ( 8 ) and the outer ring ( 2 ) is effected by a pin ( 6 ) which is rigidly connected to the outer ring ( 2 ) and which is through a through hole, an elongated hole ( 7 ) or a U-shaped recess of the link ( 8 ) protrudes, the direction of extension of the through-hole, the elongated hole ( 7 ) or the U-shaped recess extending essentially parallel to the first shaft axis ( 15 ).

3. Mechanical mixing device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the axis of rotation ( 10 ) belonging to the first articulation point ( 9 ) extends essentially perpendicular to the first shaft axis ( 15 ).

4. Mechanical mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that the amount of the horizontal distance component of the second pivot point ( 13 ) to a plane M, which is spanned by the axis of the rotor shaft ( 5 ) and the first shaft axis ( 15 ), larger is the amount of the horizontal distance component of the second end of the first tie rod ( 24 ) to plane M.

5. Mechanical mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that the projection of the first tie rod ( 24 ) on the plane M runs parallel to the first shaft axis ( 15 ).

6. Mechanical mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that the second articulation point ( 13 ) from the axis of rotation ( 10 ) belonging to the first articulation point ( 9 ) is spaced exclusively in the direction of a normal of a ring plane of the outer ring ( 2 ).

7. Mechanical mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that the second end of the first tie rod ( 24 ) is articulated at a first pivot point ( 26 ) of a transfer lever ( 25 ) which is rotatably mounted about the second shaft axis ( 17 ).

8. Mechanical mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that a third articulation point ( 41 ) which is rigidly connected to the outer ring ( 2 ) is provided, which with respect to the axis of rotation ( 10 ) belonging to the first articulation point ( 9 ) Is arranged symmetrically to the second articulation point ( 13 ), that a third drawbar ( 37 ) engages at the third articulation point ( 41 ), and that the second drawbar ( 37 ) is controlled and driven by the same drive unit as the first drawbar ( 24 ).

9. Mechanical mixing device according to claims 7 and 8, characterized in that the second pull rod ( 37 ) is articulated on the transfer lever ( 40 ) in a second articulation point ( 41 ), the first articulation point ( 26 ) and the second articulation point ( 41 ) are arranged symmetrically with respect to the second shaft axis ( 17 ).

10. Mechanical mixing device according to one of the preceding Claims, characterized in that the drive devices Servomotors include.

11. Mechanical mixing device according to one of the preceding Claims, characterized in that the drive devices Include hydraulic cylinders.

12. Mechanical mixing device according to one of the preceding Claims, characterized in that all drive units in push Pull arrangement are articulated.

13. Mechanical mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that the handlebar ( 34 ) is designed as a two-pronged fork, the two prongs having elongated holes ( 7 , 36 ) or U-shaped recesses which extend from the outer ring ( 2nd ) firmly connected pins ( 6 , 35 ) are penetrated.

14. Mechanical mixing device according to one of the preceding Claims, characterized in that all drive units with respect of the model helicopter are arranged stationary.

15. Mechanical mixing device according to one of the preceding Claims, characterized in that the mechanical Mixing device can be mounted as a structural unit on the model helicopter.

16. Mechanical mixing device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the mechanical mixing device with the entire control electronics of the model helicopter, especially with the radio receiver and the power source, form a further structural unit, which can be mounted on the model helicopter.