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Stand der Technik
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Luftfahrzeugmodelle
mit drehangetriebenen Luftschrauben zur Erzeugung eines Vortriebs
sind bekannt. Eine Antriebseinheit zum Antrieb einer Luftschraube
im Inneren des Luftfahrzeugmodells wird in der Regel über vorbeiströmende Kühlluft gekühlt, um die
gewünschte
Antriebsleistung aufbringen zu können.
Die bei Luftfahrzeugen im Modellmaßstab eingesetzten Antriebseinheiten
benötigen
einen vergleichsweise großen
und kontinuierlichen Kühlluftstrom.
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Aufgabe und Vorteile der Erfindung
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, bei Luftfahrzeugmodellen die
Bereitstellung von Kühlluft
im Hinblick auf technische und nutzertypisch relevante Gesichtspunkte
zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. In den
abhängigen
Ansprüchen
sind vorteilhafte Varianten der Erfindung aufgezeigt.
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Die
Erfindung geht zunächst
aus von einer Vorrichtung zur Führung
von Kühlluft
in das Innere eines Luftfahrzeugmodells, das eine Luftschraube zur Erzeugung
eines Vortriebes für
eine Flugbewegung des Luftfahrzeugmodells aufweist, wobei eine innen liegende
Antriebseinheit zum Drehantrieb der Luftschraube und Luftführungsmittel
vorhanden sind, über
welche zur Luftkühlung
der Antriebseinheit die Kühlluft
in das Innere des Luftfahrzeugmodells gelangt. Die Antriebseinheit
ist dabei im Rumpf des Luftfahrzeugs nahe der Luftschraube und von
Gehäuseabschnitten
umgeben positioniert. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist
darin zu sehen, dass die Luftführungsmittel
in einem in Bewegungsrichtung des Luftfahrzeugmodells vor der Antriebseinheit liegenden
Bereich derart ausgebildet sind, dass ein Kühlluftstrom radial beabstandet
zu einer Drehachse der Luftschraube in das Luftfahrzeugmodell einströmt. So kann
eine effektivere Kühlung
der Antriebseinheit erzielt werden. Insbesondere lässt sich erfindungsgemäß eine um
ca. 40% bessere Wärmeabfuhr
gegenüber
bekannten Anordnungen erzielen.
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Außerdem kann
ein insbesondere strömungstechnisch
bedeutsamer und das Erscheinungsbild des Luftfahrzeugmodells besonders
prägender
Außenabschnitt
vor der Luftschraube, nämlich
ein in Bewegungsrichtung vor der Luftschraube liegender bzw. vorderster
Bereich des Luftfahrzeugmodells, auch Spinner bzw. Spinnerkappe
genannt, in einer für
reale Luftfahrzeuge charakteristischen Form nachempfunden werden.
Dabei sind erfindungsgemäß die zum
originalen Luftfahrzeug vorhandenen Unterschiede deutlich geringer
bzw. optisch kaum auffallend. Insbesondere kann eine Grundform der
Spitze des Luftfahrzeugmodells, welche die gesamte Erscheinung des
Modells stark prägt,
wie bei den originalen Luftfahrzeugen gestaltet sein und von einer
bislang bei Luftfahrzeugmodellen nötigen zentralen Lufteinlassöffnung frei
bleiben. Bislang weisen entsprechende Luftfahrzeugmodelle eine abgeschnittene bzw.
unvollständige
Spitze auf. Denn in einem Gehäusebereich
vor der Luftschraube bzw. bei einem Spinner muss eine zentrale Einlassöffnung vorgesehen
werden, die insbesondere konzentrisch um eine Längsachse des Luftfahrzeugmodells
bzw. eine Drehachse der Luftschraube positioniert ist. Daher sind
bei derartigen Luftfahrzeugmodellen nur stark verfälschte Nachbildungen
einer Spitze des Luftfahrzeugmodells möglich.
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Außerdem ist
eine nicht zentrale sondern radial zur Drehachse de Luftschraube
nach außen
versetzte Kühlluftzuführung im
Hinblick auf strömungstechnische
Betrachtungen vorteilhaft, da in der Folge im Inneren des Luftfahrzeugmodells
geringere Umlenkungen des Luftstroms realisierbar sind, um die Antriebseinheit
optimal über
deren Außenseite
zu kühlen.
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Des
Weiteren sind radial nach außen
versetzte Öffnungen
optisch deutlich weniger prägend für das Luftfahrzeugmodell,
da die Grundform des betreffenden Gehäuseabschnitts bzw. dessen Spitze erfindungsgemäß dem Original
entsprechend ausgestaltet ist.
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Weiter
wird vorgeschlagen, dass die Luftführungsmittel wenigstens eine
Lufteintrittsöffnung
in einem rundkegelförmigen
Gehäuseelement
im vorderen Bereich eines Rumpfes des Luftfahrzeugmodells aufweist,
insbesondere in einem Spinner bzw. einer Spinnerkappe des Luftfahrzeugmodells.
Ein Spinner bzw. eine Spinnerkappe ist ein Gehäusebauteil, das im Bereich
der Luftschraube, also in einem den vordersten Abschnitt bildenden
Teil des Luftfahrzeugmodells, das Innere des Luftfahrzeugmodells
umschließt.
Die Spinnerkappe ist für
eine realistische Nachbildung von realen Luftfahrzeugen insbesondere
z. B. zuckerhutförmig
ausgestaltet. Bei bekannten Luftfahrzeugmodellen mit Luftschrauben
ist die Zuführung
von Kühlluft
in das Innere des Luftfahrzeugmodells über eine zur Längsachse
der Spinnerkappe bzw. der Drehachse der Luftschraube zentrale Öffnung in
der Spinnerkappe realisiert. Dies ist nicht nur aus den oben genannten
optischen Gründen
nachteilig, sondern auch bezüglich
einer maximal damit erreichbaren Kühlleistung. Denn eine zentrale
Einlassöffnung
für Kühlluft ist
konstruktiv vergleichsweise begrenzt im Durchmesser ausführbar. Außerdem muss
die Kühlluft
im Inneren des Luftfahrzeugmodells radial nach außen bis
an die Außenseite
der Antriebseinheit geführt
werden, was mit einem nicht unerheblichen konstruktiven Aufwand
und mit Strömungsverlusten
verbunden ist. Mit der Erfindung lässt sich der Spinner bzw. die
Spinnerkappe in ihrer Grundform der realen Spitze des entsprechenden Luftfahrzeugs
nahezu identisch nachbilden.
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Bevorzugt
ist die wenigstens eine Lufteintrittsöffnung derart ausgebildet ist,
dass die Kühlluft
mit zur Drehachse der Luftschraube zumindest nahezu paralleler Strömungsrichtung
in das Innere des Luftfahrzeugmodell einströmt. So können Umlenkungen der Kühlluft auf
dem Weg zur Antriebseinheit vermieden oder zumindest minimiert werden,
was die Kühlleistung
weiter verbessert. Denn die Antriebseinheit wie z. B. ein Elektromotor
weist in der Regel eine Außenabmessung
auf, derart, dass die zur Wärmeabfuhr
der Antriebseinheit mit der Kühlluft
zu kühlende Außenseite
des Gehäuses
der Antriebseinheit radial deutlich versetzt zur Drehachse der Luftschraube
positioniert ist. Die Antriebseinheit sitzt in der Regel vorteilhaft
in Richtung der Drehachse der Luftschraube versetzt hinter der Luftschraube,
z. B. so, dass die Längsachse
der Antriebseinheit mit der Drehachse der Luftschraube fluchtet
oder zu dieser nur wenig versetzt ist.
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Es
ist überdies
vorteilhaft, dass die Luftführungsmittel
zwischen der wenigstens einen Lufteintrittsöffnung und der Antriebseinheit
ein Verteilungselement zur Vergleichmäßigung der eingeströmten Kühlluft auf
zu kühlende
Bereiche der Antriebseinheit aufweist. So kann zum Beispiel in der
Art einer Luftverteilungsscheibe bzw. einer Streuscheibe der über eine
oder bevorzugt mehrere Öffnungen
eintretende Kühlluftstrom
aufgeteilt bzw. in eine Vielzahl von einzelnen Kühlluftströmen vergleichmäßigt werden.
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Weiter
wird vorgeschlagen, dass die Luftführungsmittel zwei oder mehr
diametral zur Drehachse der Luftschraube angeordnete Lufteintrittsöffnungen aufweisen.
Dies ermöglicht
eine besonders gleichmäßige Zufuhr
bzw. aufgeteilte Einströmung
der Kühlluft
insbesondere umfänglich
bzw. konzentrisch verteilt zur Drehachse der Luftschraube und damit zur
allseitigen bzw. gleichmäßigen Außenkühlung der
Antriebseinheit. Über
die Anzahl und/oder Durchmessergröße der Lufteintrittsöffnungen
kann der Kühlluftvolumenstrom
gegenüber
einer einzigen zentrischen Lufteintrittsöffnung gesteigert bzw. vorgegeben
werden.
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Die
Erfindung betrifft zudem ein Gehäusebauteil
für ein
Luftfahrzeugmodell mit einer Antriebseinheit zum Drehantrieb einer
Luftschraube zur Erzeugung eines Vortriebes für eine Flugbewegung des Luftfahrzeugmodells,
wobei das Gehäusebauteil
in Bewegungsrichtung des Luftfahrzeugmodells vor der Antriebseinheit
positioniert ist und bei einer angetriebenen Flugbewegung des Luftfahrzeugmodells
das Gehäusebauteil
eine Luftanströmung
erfährt.
Erfindungsgemäß weist
das Gehäusebauteil
eine Rundkegelform mit einem konvex geformten freien Ende auf sowie
wenigstens eine zu einer Drehachse der Luftschraube ausserzentrische
Lufteintrittsöffnung. Bevorzugt
ist das Gehäusebauteil
ein mit der Luftschraube in der Regel mitrotierender Spinner bzw. eine
Spinnerkappe. Das Gehäusebauteil
kann individuell ausgestaltet sein und z. B. als separates Teil ohne
Probleme an- und abmontiert werden, z. B. zu Montage-, Reparatur-
oder Wartungszwecken.
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Schließlich richtet
sich die Erfindung auf ein Luftfahrzeugmodell mit einer über eine
Antriebseinheit drehbewegbaren Luftschraube zur Erzeugung eines
Vortriebes für
eine Flugbewegung des Luftfahrzeugmodells, wobei eine Vorrichtung
und/oder ein Gehäusebauteil
wie oben beschrieben vorhanden ist. Damit lassen sich die bereits
erläuterten
Vorteile bei einem Luftfahrzeugmodell realisieren.
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Vorteilhafterweise
umfasst die Antriebseinheit ein Elektromotor. Auch ein Verbrennungsmotor ist
denkbar.
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Figurenbeschreibung
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Anhand
der in den Figuren dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele sind weitere Vorteile
und Merkmale der Erfindung erläutert.
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Im
Einzelnen zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines vorderen Teils eines erfindungsgemäßen Luftfahrzeugmodells
ohne Luftschraube stark schematisiert,
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2 die
Anordnung aus 1 in Seitenansicht,
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3 die
Anordnung aus 1 von vorne, die im Flugbetrieb
eine effektive Luftanströmung
erfährt,
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4 einen
Schnitt durch die Anordnung aus 2 gemäß der Linie
B-B in 2,
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5 einen
Schnitt durch die Anordnung aus 2 gemäß der Linie
C-C in 4 und
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6 eine
alternative erfindungsgemäße Anordnung
von einer Rückseite
mit einer Spinnerkappe eines Luftfahrzeugmodells und mit einem Stützring,
wobei an der Spinnerkappe Flügeln
einer Luftschraube vorhanden sind.
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1 zeigt
schematisch einen vorderen Teil eines Rumpfes 1 eines Luftfahrzeugmodells
mit einer als separates Gehäusebauteil
daran vorhandenen Spinnerkappe 2, welche als Präzisionsspinner
ausgebildet ist. Die Spinnerkappe 2 ist in ihrer Grundform in
etwa pilzkopfförmig
bzw. zuckerhutförmig
gestaltet und weist zu einer zentralen Längsachse L des Rumpfes, die
mit einer Drehachse einer elektromotorisch antreibbaren Luftschraube
(nicht gezeigt) zusammenfällt,
zwei diametral gegenüberliegende
Lufteintrittsöffnungen 3, 4 auf.
Zur festen aber lösbaren Anbringung
von zwei nicht dargestellten Schraubenkörpern der Luftschraube sind
zwei Luftschraubenhalter 5 und 6 vorgesehen, die
Aussparungen 7 und 8 in der Spinnerkappe durchgreifen,
an denen die Schraubenkörper
z. B. mit Verbindungsmitteln wie Befestigungsschrauben fixierbar
sind (siehe 6). Die Luftschraubenhalter 5 und 6 werden
im Betrieb über
einen Elektromotor 9 in Rotation versetzt, der in einem
kegelzylindrischen Gehäuseteil 10 des
Rumpfes 1 untergebracht und über eine Motorbefestigung 11 darin
gehalten ist.
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Ein
abtriebseitiger drehangetriebener Wellenstummel 9a des
Elektromotors 9 ist über
eine Konusspannzange 12 drehgekoppelt mit einem Stützring 13,
der wiederum mit einer Spannmutter 14 fest mit der Spinnerkappe 2 verbunden
ist. Zwischen der zu kühlenden
Außenseite 9b des
Elektromotors 9 und einer Innenseite des Gehäuseteils 10 ist
ein umfänglich
durchgehender materialfreier Kühlluftspalt 15 vorhanden,
durch den die Kühlluft
im Betrieb bzw. im Flug des Luftfahrzeugmodells strömt und dabei durch
Kontakt mit der Außenseite 9b des
Elektromotors 9 die dort anfallende Wärme aufnimmt und abführt.
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Die
Strömung
der im Flugbetrieb durch die hohle Spinnerkappe 2 bis zum
ringförmig
umlaufenden Kühlluftspalt 15 strömenden Kühlluft ist
in 4 durch Strömungspfeile 21 bis 24 angedeutet.
Gemäß der Pfeile
P1 tritt dabei die Umgebungsluft durch die beiden Lufteintrittsöffnungen 3, 4 in
das Innerer der Spinnerkappe 2 und weiter durch insgesamt
sechs zur Längsachse
L konzentrisch angeordnete runde Öffnungen 16 im Stützring 13.
Die Öffnungen 16 sorgen
für eine
Verteilung der eingeströmten
Kühlluft
gemäß der Pfeile
P2 und gelangen weiter in den Kühlluftspalt 15.
Dabei wird der Kühlluftstrom
nur sehr wenig radial abgelenkt und nach außen geführt, so dass die Kühlluftführung gemäß der Pfeile
P1 bis P4 nahezu parallel zur Längsachse
L erfolgt, wodurch nur geringe Strömungsverluste auftreten. Die
Kühlluft
im Bereich der Pfeile P2 bis P4 strömt über die gesamte Außenoberfläche des
Elektromotors 9 und über
dessen gesamte Länge,
was für
eine optimierte Kühlung des
Elektromotors 9 sorgt. Weiter hinten im nicht gezeigten
Teil des Rumpfs 1 verlässt
die aufgewärmte Kühlluft das
Luftfahrzeugmodell.
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Eine
realistische erfindungsgemäße Spinnerkappe 17 samt
Stützring 18 mit
sechs Öffnungen 19 für eine Kühlluftdurchtritt
von innen zeigt 6. Außerdem sind an der Spinnerkappe 17 zwei
gegenüber
positionierte Schraubenelemente 20, 21 angebracht,
welche eine zweiflügelige
Luftschraube bilden.
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- 1
- Rumpf
- 2
- Spinnerkappe
- 3
- Lufteintrittsöffnung
- 4
- Lufteintrittsöffnung
- 5
- Luftschraubenhalter
- 6
- Luftschraubenhalter
- 7
- Aussparung
- 8
- Aussparung
- 9
- Elektromotor
- 9a
- Wellenstummel
- 9b
- Außenseite
- 10
- Gehäuseteil
- 11
- Motorbefestigung
- 12
- Konusspannzange
- 13
- Stützring
- 14
- Spannmutter
- 15
- Kühlluftspalt
- 16
- Öffnung
- 17
- Spinnerkappe
- 18
- Stützring
- 19
- Öffnung
- 20
- Schraubenelement
- 21
- Schraubenelement