DE202013004569U1

DE202013004569U1 - Model helicopter and drive means including swash plate and rotor shaft therefor

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Publication number: DE202013004569U1
Application number: DE201320004569
Authority: DE
Original assignee: RC Studio GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter Thomas Schnieders 27711 Osterholz-Scharmbeck); RC STUDIO GbR VERTRETUNGSBERECHTIGTER GESELLSCHAFTER THOMAS SCHNIEDERS
Current assignee: RC Studio GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter Thomas Schnieders 27711 Osterholz-Scharmbeck); RC STUDIO GbR VERTRETUNGSBERECHTIGTER GESELLSCHAFTER THOMAS SCHNIEDERS
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2013-06-28
Anticipated expiration: 2023-05-17

Abstract

Taumelscheibe für die Antriebseinrichtung (3) eines Modellhubschraubers (1), mit einem feststehenden Ringelement (15) und einem mit einem Rotorkopf (6) des Modellhubschraubers (1) mitdrehenden Ringelement (16), welche gegeneinander drehbar angeordnet sind, und mit einem Schiebelager (17), welches das feststehende Ringelement (15) und das mitdrehende Ringelement (16) kardanisch aufhängt und einen Wellendurchgang (26) zur Aufnahme einer Rotorwelle (7) aufweist, sowie mit einem Mitnehmermittel für das mitdrehende Ringelement (16), dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmermittel als das mitdrehende Ringelement (16) an die Rotorwelle (7) formschlüssig koppelndes Schlittensystem ausgebildet ist und wenigstens einen in dem Wellendurchgang (16) zentripetal in einen Umkreis des Wellendurchgangs (26) einragenden Mitnehmerschlitten (25, 25') umfasst, welcher mit einer korrespondierenden Schlittenaufnahme (24, 24') der Rotorwelle (7) in Drehrichtung formschlüssig zusammenwirkt und in Achsrichtung (18) der Rotorwelle (7) führbar ist.Swashplate for the drive device (3) of a model helicopter (1), with a stationary ring element (15) and a ring element (16) rotating with a rotor head (6) of the model helicopter (1), which are arranged rotatable relative to one another, and with a sliding bearing ( 17) which cardanically suspends the fixed ring element (15) and the co-rotating ring element (16) and has a shaft passage (26) for receiving a rotor shaft (7) and with a driving means for the co-rotating ring element (16), characterized in that the entrainment means as the co-rotating ring element (16) to the rotor shaft (7) positively coupling sliding system is formed and at least one in the shaft passage (16) centripetal in a radius of the shaft passage (26) projecting Mitnehmerschlitten (25, 25 ') comprising a corresponding carriage receptacle (24, 24 ') of the rotor shaft (7) cooperates positively in the direction of rotation and in Achsric hhrt (18) of the rotor shaft (7) is feasible.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Taumelscheibe für die Antriebseinrichtung eines Modellhubschraubers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Rotorwelle für die Antriebseinrichtung eines Modellhubschraubers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Antriebseinrichtung für Modellhubschrauber mit einer Rotorwelle zum Antrieb eines Rotorblätter führenden Rotorkopfs und einer die Rotorwelle umgebenden Taumelscheibe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10. Schließlich bezieht sich die Erfindung auf einen Modellhubschrauber gemäß Anspruch 17 mit einer solchen Antriebseinrichtung.The invention also relates to a rotor shaft for the drive device of a model helicopter according to the preamble of claim 6. The invention also relates to a drive device for model helicopters with a rotor shaft Finally, the invention relates to a model helicopter according to claim 17 with such a drive device.

Modellhubschrauber erhalten ihren Auftrieb und Schub über einen Rotorkopf mit mehreren Rotorblättern, welche in einer Rotorebene drehen. Der Rotorkopf wird von einem Antriebsmotor über eine Rotorwelle angetrieben. Die Rotorblätter, welche mit einem Tragflügelprofil ausgestattet sind, erzeugen Auftriebskräfte in Achsrichtung der Rotorwelle, welche von der Drehgeschwindigkeit des Rotors und dem Anstellwinkel der Rotorblätter abhängen. Durch Neigung der Rotorebene erzeugt der Rotor Schub für horizontale Bewegungen des Modellhubschraubers.Model helicopters receive their lift and thrust via a rotor head with multiple rotor blades rotating in a rotor plane. The rotor head is driven by a drive motor via a rotor shaft. The rotor blades, which are equipped with a wing profile, generate buoyancy forces in the axial direction of the rotor shaft, which depend on the rotational speed of the rotor and the angle of attack of the rotor blades. By tilting the rotor plane, the rotor generates thrust for horizontal movements of the model helicopter.

Wesentliches Steuerungselement der Antriebseinrichtung des Modellhubschraubers ist eine so genannte Taumelscheibe. Die Taumelscheibe weist ein feststehendes Ringelement und ein mit dem Rotorkopf des Modellhubschraubers mitdrehendes Ringelement auf, welche gegeneinander verdrehbar angeordnet sind. Das feststehende Ringelement und das mitdrehende Ringelement sind kardanisch aufgehängt. Die kardanische Aufhängung der Taumelscheibe erfolgt mittels einer Schiebehülse, welche die Rotorwelle umgibt, wobei die Taumelscheibe relativ zur Rotorwelle verschieblich ist. Auf diese Weise ist die Taumelscheibe in jeder Neigung axial verschieblich.Essential control element of the drive device of the model helicopter is a so-called swash plate. The swash plate has a stationary ring element and a co-rotating with the rotor head of the model helicopter ring element, which are arranged mutually rotatable. The fixed ring element and the co-rotating ring element are gimbaled. The gimbal suspension of the swash plate is effected by means of a sliding sleeve, which surrounds the rotor shaft, wherein the swash plate is displaceable relative to the rotor shaft. In this way, the swash plate is axially displaceable in any inclination.

Die Taumelscheibe steuert die Ausführung von so genannten Roll-, Nick- und Pitchbewegungen des Modellhubschraubers. Bei der Pitchsteuerung erfolgt eine kollektive Blattverstellung über eine axiale Verschiebung der Taumelscheibe, wobei die Anstellwinkel sämtlicher Rotorblätter gleichmäßig verstellt werden und dadurch ein Steigen oder Sinken des Modellhubschraubers ausgelöst wird. Bei einer zyklischen Blattverstellung wird die Taumelscheibe über ihre kardanische Aufhängung geneigt, wodurch die Anstellwinkel der Rotorblätter während des Umlaufs des Rotors zyklisch verändert werden. Aufgrund der unterschiedlichen Anströmung der Rotorblätter während ihres Umlaufs wird die physikalische Tragfähigkeit des jeweiligen Rotorblattes während seines Umlaufs verändert. Über wechselnden, aerodynamischen Auftrieb der einzelnen Rotorblätter wird die Rotorebene geneigt. Eine Neigung nach vorn oder nach hinten wird als Nickbewegung bezeichnet, während eine Neigung zur Seite als Rollbewegung bezeichnet wird. Zum Vorwärts- oder Rückwärtsfliegen wird der Modellhubschrauber um eine horizontal liegende Nickachse gekippt, wodurch der Bug des Modellhubschraubers gesenkt oder angehoben wird und ein Vortrieb mit einer in die gewünschte Flugrichtung weisenden Komponente generiert wird. Zur Steuerung einer Rollbewegung wird die Rotorebene über die entsprechende Stellung der Taumelscheibe und die damit einhergehende zyklische Blattverstellung der Rotorblätter zur Seite geneigt und ein seitlicher Schub erzeugt.The swash plate controls the execution of so-called roll, pitch and pitch movements of the model helicopter. In the pitch control, a collective pitch adjustment via an axial displacement of the swash plate, wherein the pitch of all rotor blades are adjusted uniformly and thereby a rise or fall of the model helicopter is triggered. In a cyclic pitch adjustment, the swash plate is tilted over its gimbal, whereby the pitch of the rotor blades are cyclically changed during the rotation of the rotor. Due to the different flow of the rotor blades during their circulation, the physical load capacity of the respective rotor blade is changed during its circulation. By changing, aerodynamic buoyancy of the individual rotor blades, the rotor plane is inclined. An inclination forward or backward is referred to as a pitching motion, while an inclination to the side is referred to as a rolling motion. For forward or reverse flying, the model helicopter is tilted about a horizontal pitch axis, thereby lowering or raising the nose of the model helicopter and generating propulsion with a component pointing in the desired flight direction. To control a rolling motion, the rotor plane is tilted over the corresponding position of the swash plate and the associated cyclical blade pitch of the rotor blades to the side and generates a lateral thrust.

Sowohl die Steuerung von Rollbewegungen, als auch die Steuerung von Nickbewegungen, des Modellhubschraubers werden über eine Neigung der Taumelscheibe beherrscht. Die Pitchbewegung wird über eine axiale Verschiebung der Taumelscheibe gesteuert, welche über die axial verschiebliche Schiebehülse gewährleistet ist. Die Anlenkung der Taumelscheibe für die Steuerung der Roll-, Nick- und Pitchbewegungen des Modellhubschraubers wird auch als Mischung der Taumelscheibe bezeichnet.Both the control of roll movements, as well as the control of pitching movements of the model helicopter are dominated by a tilt of the swash plate. The pitch movement is controlled by an axial displacement of the swash plate, which is ensured by the axially displaceable sliding sleeve. The swashplate linkage for controlling the roll, pitch and pitch motions of the model helicopter is also referred to as a swashplate mix.

Um das mitdrehende Ringelement in Umlauf mit dem Rotorkopf zu zwingen, umfasst die Taumelscheibe entsprechende Mitnehmermittel. Häufig werden bei bekannten Anordnungen als Mitnehmermittel an dem mitdrehenden Ringelement gelenkige Mitnehmerarme angeordnet, welche an dem Rotorkopf des Modellhubschraubers angelenkt sind. Eine derartige Anordnung offenbart beispielsweise DE 20 2010 011 992 U1 . Bei der bekannten Anordnung sind als Mitnehmer mehrere flexible Gestänge vorgesehen, welche jeweils den Hauptrotor beziehungsweise den einstellbaren Rotorblatthalter mit der Taumelscheibe verbinden. Die Beweglichkeit der Mitnehmerarme wird dabei über ein Kugelgelenk gewährleistet. Die kardanische Aufhängung der Taumelscheibe ist bei der bekannten Anordnung über ein Kugelgelenk vorgesehen.In order to force the co-rotating ring element in circulation with the rotor head, the swash plate comprises corresponding entrainment means. Frequently, in known arrangements as entrainment means on the co-rotating ring member articulated driver arms are arranged, which are articulated on the rotor head of the model helicopter. Such an arrangement discloses, for example DE 20 2010 011 992 U1 , In the known arrangement a plurality of flexible linkages are provided as a driver, which each connect the main rotor or the adjustable rotor blade holder with the swash plate. The mobility of the driving arms is ensured via a ball joint. The gimbal of the swash plate is provided in the known arrangement via a ball joint.

In weiteren bekannten Anordnungen sind als Mitnehmermittel zusätzliche Mitnehmerhebel und oft zusätzliche Gabelelemente zur Anbindung von Mitnehmerhebeln an den Rotorkopf vorgesehen.In further known arrangements, additional entrainment levers and often additional fork elements for connecting entrainment levers to the rotor head are provided as entrainment means.

Die bekannten Mitnehmermittel mit gelenkigen Mitnehmerhebeln, beziehungsweise Mitnehmergestängen, können durch zusätzliche Bauteile zwar die erforderliche Mitnahme des mitdrehenden Ringelements der Taumelscheibe erzwingen, wobei jedoch stets eine unerwünschte Phasenverschiebung aufgrund von Schlupf relativ zur Rotorwelle auftritt. Auf diese Weise ergeben sich auch unerwünschte Mischungen insbesondere der Nick- und Rollmomente.The known entrainment means with articulated Mitnehmerhebeln, or Mitnehmergestängen, although by additional components to force the required entrainment of the co-rotating ring element of the swash plate, but always an undesirable phase shift due to slip occurs relative to the rotor shaft. In this way, there are also undesirable mixtures, in particular the pitching and rolling moments.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unerwünschte Roll- und Nickbewegungen eines Modellhubschraubers mit möglichst einfachen und kostengünstigen Bauteilen zu verhindern. The invention has for its object to prevent unwanted roll and pitching movements of a model helicopter with simple and inexpensive components as possible.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 durch eine Taumelscheibe für die Antriebseinrichtung eines Modellhubschraubers gelöst. Die Aufgabe wird auch durch eine Rotorwelle mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Die Aufgabe wird insbesondere durch eine Antriebseinrichtung für Modellhubschrauber mit einer Rotorwelle und einer die Rotorwelle umgebenden Taumelscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Außerdem löst ein Modelhubschrauber mit den Merkmalen des Anspruchs 17 die Aufgabe.The object is achieved with the features of claim 1 by a swash plate for the drive device of a model helicopter. The object is also achieved by a rotor shaft having the features of claim 6. The object is achieved in particular by a drive device for model helicopters with a rotor shaft and a swash plate surrounding the rotor shaft with the features of claim 10. In addition, a model helicopter with the features of claim 17 solves the problem.

Die Erfindung sieht ein formschlüssiges Mitnehmermittel für das mitdrehende Ringelement der Taumelscheibe vor, welches als an die Rotorwelle gekoppeltes Schlittensystem ausgebildet ist. Das Schlittensystem zwingt dabei formschlüssig die Rotorwelle zur Mitnahme des mitdrehenden Ringelements, insbesondere über Formschluß mit der Schiebehülse. Erfindungsgemäß umfasst die Taumelscheibe wenigstens einen in dem Wellendurchgang zentripetal in einen Umkreis des Wellendurchgangs einragenden Mitnehmerschlitten, welcher mit einer korrespondierenden Schlittenaufnahme der Rotorwelle zusammenwirkt. Unter einem Umkreis wird dabei die von dem drehenden Bauteil, also hier der Rotorwelle, in radialer Richtung außen liegende und vom Bauteil bestrichene, Bahn verstanden. Ragt ein fremdes Bauteil, also hier der Mitnehmerschlitten, in diesen von der Rotorwelle bestrichenen Umkreis ein, so ist eine formschlüssige Mitnahme des einragenden Bauteils erzwungen. Am Mantel der Rotorwelle ist eine sich in Achsrichtung der Rotorwelle erstreckende Schlittenaufnahme ausgebildet, welche einerseits eine Ausnehmung zur Aufnahme des Mitnehmerschlittens innerhalb des Umkreises der Rotorwelle ausbildet, und welche andererseits eine Bewegung des Mitnehmerschlittens in Achsrichtung der Rotorwelle gestattet.The invention provides a positive entrainment means for the co-rotating ring element of the swash plate, which is designed as coupled to the rotor shaft carriage system. The carriage system thereby positively locks the rotor shaft for entrainment of the co-rotating ring element, in particular via positive engagement with the sliding sleeve. According to the invention, the swash plate comprises at least one entrainment carriage projecting centripetally in the shaft passage into a circumference of the shaft passage, which carriage interacts with a corresponding carriage receptacle of the rotor shaft. Under a circumference is understood by the rotating component, so here the rotor shaft, in the radial direction outside and coated by the component, web. If a foreign component, in this case the driver carriage, protrudes into this circumference swept by the rotor shaft, a positive entrainment of the projecting component is forced. On the jacket of the rotor shaft extending in the axial direction of the rotor shaft slide receptacle is formed, which on the one hand forms a recess for receiving the Mitnehmerschlittens within the circumference of the rotor shaft, and which on the other hand allows movement of the Mitnehmerschlittens in the axial direction of the rotor shaft.

In Einbaulage der Taumelscheibe wirken der mindestens eine Mitnehmerschlitten und die korrespondierende Schlittenaufnahme derart zusammen, dass der Mitnehmerschlitten an der korrespondierenden Schlittenaufnahme der Rotorwelle in Achsrichtung der Rotorwelle geführt ist. Unter einem Korrespondieren eines Mitnehmerschlittens mit einer Schlittenaufnahme ist dabei eine derartige Gestaltung und Lage der entsprechenden Bauteile zu verstehen, dass die Bauteile in Einbaulage zusammenwirken können, dass heißt, dass der Mitnehmerschlitten, welcher der Taumelscheibe zugeordnet ist, von der Schlittenaufnahme an der Rotorwelle in Drehrichtung formschlüssig mitgenommen wird. Der Mitnehmerschlitten stellt im Zusammenwirken mit der Schlittenaufnahme eine formschlüssige Mitnahme der Schiebehülse und mit der Schiebehülse des mitdrehenden Ringelelements sicher. Durch die formschlüssige Übertragung der Drehbewegung werden Schlupferscheinungen ausgeschlossen, wodurch das mitdrehende Ringelement der Taumelscheibe ohne Nachlauf synchron mit der Rotorwelle umläuft. Die Taumelscheibe wird quasi formschlüssig direkt von der Rotorwelle mitgenommen, welche den Rotorkopf antreibt.In the installation position of the swash plate, the at least one carrier slide and the corresponding slide holder cooperate in such a way that the carrier slide is guided on the corresponding slide holder of the rotor shaft in the axial direction of the rotor shaft. Under a correspondence of a driver carriage with a carriage recording is to understand such a design and location of the corresponding components that the components can cooperate in the installed position, that is, the driving carriage, which is associated with the swash plate, from the carriage receiving the rotor shaft in the direction of rotation positively entrained. The driving carriage, in cooperation with the carriage seat, ensures positive engagement of the sliding sleeve and with the sliding sleeve of the rotating strut element. Due to the positive transmission of the rotational movement slip phenomena are excluded, whereby the co-rotating ring element of the swash plate rotates synchronously with the rotor shaft without overrun. The swash plate is taken almost form-fitting directly from the rotor shaft, which drives the rotor head.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bilden das Schiebelager und das mitdrehende Ringelelement eine dreiteilige kardanische Aufhängung, wobei das Schiebelager einen inneren Ring und das mitdrehende Ringelement den äußeren Ring der kardanischen Aufhängung bildet, welche mittels eines Kardanrings über senkrecht zueinander liegende Drehachse verbunden sind. Im Sinn einer kardanischen Aufhängung sind das Schiebelager und der Kardanring ineinander drehbar gelagert und der Kardanring seinerseits in dem mitdrehenden Ringelement drehbar gelagert, wobei die Drehachsen zwischen dem Schiebelager und dem Kardanring einerseits und die Drehachse zwischen dem Kardanring und dem mitdrehenden Ringelement der Taumelscheibe um 90° gegeneinander versetzt liegen. Auf diese Weise ist eine wirkungsvolle kardanische Aufhängung des mitdrehenden Ringelements der Taumelscheibe gegeben, welche die erfindungsgemäße formschlüssige Mitnahme über ein Schlittensystem ermöglicht.In an advantageous embodiment of the invention, the sliding bearing and the co-rotating ring element form a three-part gimbal, wherein the sliding bearing forms an inner ring and the co-rotating ring element, the outer ring of the gimbal, which are connected by means of a gimbal via mutually perpendicular axis of rotation. In the sense of a gimbal, the sliding bearing and the gimbal are rotatably supported and rotatably mounted in the cardan ring in the co-rotating ring member, the axes of rotation between the sliding bearing and the gimbal on the one hand and the axis of rotation between the gimbal and the co-rotating ring element of the swash plate by 90 ° offset from each other. In this way, an effective gimbal suspension of the co-rotating ring element of the swash plate is given, which allows the inventive positive entrainment via a carriage system.

Eine formschlüssige Mitnahme des Mitnehmerschlittens durch die Rotorwelle ist gewährleistet, wenn die Rotorwelle im Bereich der Schlittenaufnahme einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist. Die Rotorwelle ist dabei vorteilhaft im Bereich der Schlittenaufnahme eben ausgebildet, wobei der Mitnehmerschlitten in radialer Richtung in den Umkreis der Rotorwelle einragt und daher von der umlaufenden Rotorwelle im Randbereich der ebenen Schlittenaufnahme mitgenommen wird. Der Umkreis der drehenden Rotorwelle stimmt, mit Ausnahme des Abschnitts der Schlittenaufnahme, mit dem zylindrischen Mantel der Rotorwelle überein, so dass die Schlittenaufnahme einen Rezess der Rotorwelle bezogen, auf ihren Umkreis, bildet. Unter einem Umkreis wird dabei die von einem drehenden Bauteil in radialer Richtung außen liegende und vom Bauteil bestrichene Bahn verstanden. Auf dem so verstandenen Umkreis liegt demnach der kreisrunde Mantelabschnitt einer Rotorwelle, während die Schlittenaufnahme eine innerhalb des Umkreises der Rotorwelle liegende Fläche aufweist. Die Schlittenaufnahme bildet dabei in Drehrichtung gesehen vorlaufende und nachlaufende Wände aus, wobei der in den Umkreis der Rotorwelle radial einragende Mitnehmerschlitten von der in Drehrichtung der Rotorwelle nachlaufenden Wand formschlüssig in Drehrichtung gezwungen wird.A positive entrainment of the carrier slide by the rotor shaft is ensured if the rotor shaft in the region of the carriage receiving a deviating from the circular cross-section. The rotor shaft is advantageously formed flat in the region of the carriage receptacle, wherein the driving carriage projects in the radial direction into the circumference of the rotor shaft and is therefore entrained by the rotating rotor shaft in the edge region of the planar carriage mount. The circumference of the rotating rotor shaft coincides, with the exception of the portion of the carriage receptacle, with the cylindrical shell of the rotor shaft, so that the carriage receiving a recession of the rotor shaft based on their circumference forms. Under a radius is understood to mean the outside of a rotating component in the radial direction and coated by the component web. Accordingly, the circular shell section of a rotor shaft lies on the circumference thus understood, while the carriage mount has a surface lying within the circumference of the rotor shaft. The carriage mount forms seen in the direction of rotation leading and trailing walls, wherein the radially projecting into the vicinity of the rotor shaft driving carriage of the in the direction of rotation of the rotor shaft Trailing wall is positively forced in the direction of rotation.

Eine besonders kräftige Mitnahme des Mitnehmerschlittens über die Schlittenaufnahme ist gegeben, wenn die Schlittenaufnahme als Längsnut im Mantel der Rotorwelle ausgebildet ist. Der Mitnehmerschlitten ist dabei vorteilhaft als Nutenstein mit seitlichen Führungsflächen ausgebildet und wird in der Längsnut geführt. Zur Verbesserung der Führung des Mitnehmerschlittens in der Längsnut ist die Längsnut vorteilhaft durch parallele Führungsflächen begrenzt, welche in einem Abstand entsprechend der Breite des Mitnehmerschlittens mit Führungsspiel liegen.A particularly strong entrainment of the carrier carriage on the carriage receiving is given when the carriage holder is formed as a longitudinal groove in the shell of the rotor shaft. The driving carriage is advantageously designed as a sliding block with lateral guide surfaces and is guided in the longitudinal groove. To improve the guidance of the carrier slide in the longitudinal groove, the longitudinal groove is advantageously delimited by parallel guide surfaces which lie at a distance corresponding to the width of the carrier slide with guide play.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing. Show it:

1 eine Ansicht eines Modellhubschraubers, 1 a view of a model helicopter,

2 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Antriebseinrichtung des Modellhubschraubers gem. 1, 2 a perspective view of an embodiment of a drive device of the model helicopter gem. 1 .

3 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts III in 2, 3 an enlarged view of the section III in 2 .

4 eine schematische Querschnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Antriebseinrichtung des Modellhubschraubers gem. 1. 4 a schematic cross-sectional view of another embodiment of a drive device of the model helicopter gem. 1 ,

1 zeigt einen Modellhubschrauber 1, dessen Chassis 2 eine Antriebseinrichtung 3 für einen Hauptrotor 4 trägt. Der Hauptrotor 4 weist im Ausführungsbeispiel 2 radial angeordnete Rotorblätter 5 auf, welche an einem Rotorkopf 6 gehalten sind. Der Rotorkopf 6 ist ein Zentralstück des Rotors, welcher von einer Rotorwelle 7 rotierend antreibbar ist. Die Rotorwelle 7 ist im Chassis 2 drehbar gelagert und wird von einem nicht dargestellten Antriebsmotor über ein gezahntes Antriebsrad 8 angetrieben. 1 shows a model helicopter 1 whose chassis 2 a drive device 3 for a main rotor 4 wearing. The main rotor 4 has in the embodiment 2 radially arranged rotor blades 5 on which at a rotor head 6 are held. The rotor head 6 is a central part of the rotor, which of a rotor shaft 7 is driven in rotation. The rotor shaft 7 is in the chassis 2 rotatably mounted and is driven by a drive motor, not shown, via a toothed drive wheel 8th driven.

Die Rotorblätter 5 weisen ein Tragflügelprofil auf, so dass sie während der Drehbewegung des Hauptrotors 4 aerodynamische Auftriebskräfte in Abhängigkeit ihres Anstellwinkels erzeugen. Der Anstellwinkel der Rotorblätter 5 ist einstellbar und wird über eine nachstehend noch näher erläuterte Taumelscheibe der Antriebseinrichtung 3 gesteuert. Über die Einstellung, beziehungsweise Änderung, des Anstellwinkels der Rotorblätter erfolgt eine Steuerung des Modellhubschraubers 1. Über eine kollektive Blattverstellung, das heißt eine gleichmäßige Änderung der Anstellwinkel beider Rotorblätter 5 erfolgt eine Pitchsteuerung gemäß Pfeil 9, wodurch der Modellhubschrauber 1 über eine Variation des aerodynamisch erzeugten Auftriebs auf und ab bewegbar ist. Über eine zyklische Blattverstellung, wobei während der Rotorumdrehungen unterschiedliche Anstellwinkel der Rotorblätter 5 eingestellt werden, können Nickbewegungen gemäß Pfeil 10 gesteuert werden. Über die zyklische Blattverstellung sind ferner Rollbewegungen um eine senkrecht zur Längsachse des Modellhubschraubers 1 sowie zur Zeichnungsebene stehende Horizontalachse steuerbar. Über die zyklische Blattverstellung kann demnach durch Nicken oder Rollen die Rotorebene, das heißt die Ebene, in welche die Rotorblätter 5 umlaufen, geneigt werden, wodurch der vom Rotor erzeugte Auftrieb eine seitliche Komponente erhält.The rotor blades 5 have a wing profile so that they rotate during the rotation of the main rotor 4 generate aerodynamic buoyancy forces as a function of their angle of attack. The angle of attack of the rotor blades 5 is adjustable and is via a later explained in more detail swash plate of the drive device 3 controlled. About the setting, or change, the angle of attack of the rotor blades is a control of the model helicopter 1 , About a collective pitch, that is a uniform change in the angle of attack of both rotor blades 5 there is a pitch control according to arrow 9 , causing the model helicopter 1 is movable up and down via a variation of the aerodynamically generated buoyancy. About a cyclic pitch, wherein during the rotor revolutions different angles of attack of the rotor blades 5 can be adjusted, pitching movements as indicated by arrow 10 to be controlled. About the cyclic pitch adjustment are also rolling movements about a perpendicular to the longitudinal axis of the model helicopter 1 as well as standing to the drawing plane horizontal axis controllable. By cyclic pitch adjustment can therefore by nodding or rolling the rotor plane, that is, the plane in which the rotor blades 5 revolve, whereby the buoyancy generated by the rotor receives a lateral component.

Die Antriebseinrichtung 3 des Modellhubschraubers 1 ist in 2 dargestellt. Der Rotorkopf 6 weist einander gegenüber liegende Blatthalterungen 11 auf, welche um eine Blattwellenachse 12 drehbar gelagert sind. In den Blatthaltern 11 sind die Rotorblätter 5 (1) befestigt. Durch eine Drehung der Blatthalter 11 um die Blattwellenachse 12 kann der Anstellwinkel der Rotorblätter 5 eingestellt werden.The drive device 3 of the model helicopter 1 is in 2 shown. The rotor head 6 has opposite leaf supports 11 which is about a blade shaft axis 12 are rotatably mounted. In the sheet holders 11 are the rotor blades 5 ( 1 ) attached. By turning the blade holder 11 around the blade shaft axis 12 can the angle of attack of the rotor blades 5 be set.

Die Antriebseinrichtung 3 weist eine Taumelscheibe 13 als zentrales Steuerelement für den Anstellwinkel der Rotorblätter auf, welche über gelenkig gelagerte Steuerhebel 14 auf die Blatthalter 11 wirkt. Die Taumelscheibe 13 umgibt die Rotorwelle 7 und umfasst ein feststehendes Ringelement 15 und ein mit dem Rotorkopf 6 mitdrehendes Ringelement 16, welche gegeneinander verdrehbar angeordnet sind. Das feststehende Ringelement 15 und das mitdrehende Ringelement 16 sind mittels eines Schiebelagers 17 kardanisch aufgehängt, so dass die Taumelscheibe 13 eine beliebig geneigte Stellung relativ zur Achsrichtung 18 der Rotorwelle 7 einnehmen kann. Das Schiebelager 17 umgibt die Rotorwelle 7 und erlaubt eine Verschiebung der Taumelscheibe 13 in Achsrichtung 18 der Rotorwelle 7.The drive device 3 has a swash plate 13 as a central control for the angle of attack of the rotor blades, which articulated via control levers 14 on the leaf holder 11 acts. The swash plate 13 surrounds the rotor shaft 7 and comprises a fixed ring element 15 and one with the rotor head 6 co-rotating ring element 16 , which are arranged rotatable against each other. The fixed ring element 15 and the co-rotating ring element 16 are by means of a sliding bearing 17 gimbaled, leaving the swash plate 13 an arbitrarily inclined position relative to the axial direction 18 the rotor shaft 7 can take. The sliding bearing 17 surrounds the rotor shaft 7 and allows a displacement of the swash plate 13 in the axial direction 18 the rotor shaft 7 ,

Die Ansteuerung der Taumelscheibe 13 erfolgt über einen am feststehenden Ringelement 15 ausgebildeten Stellhebel 19, beispielsweise über Servomotoren. Wird die Taumelscheibe 13 gemäß einer Pitchbewegung 9 (1) ohne Veränderung der Neigung in Achsrichtung 18 verschoben, so verändern die Steuerhebel 14 gleichmäßig den Anstellwinkel beider Rotorblätter. Liegt die Taumelscheibe 13 in der dargestellten Neutrallage, das heißt im wesentlichen senkrecht zur Rotorwelle 7, so verstellt die Taumelscheibe 13 die Rotorblätter 5 kollektiv, wobei der Anstellwinkel der Rotorblätter 5 über die gesamte Rotationsbewegung gleich bleibt. Durch eine Neigung der Taumelscheibe 13 gegenüber der Rotorwelle 7 erfolgt eine zyklische Blattverstellung.The control of the swash plate 13 via a fixed ring element 15 trained lever 19 , for example via servomotors. Will the swash plate 13 according to a pitch movement 9 ( 1 ) without changing the inclination in the axial direction 18 shifted, so change the control levers 14 evenly the angle of attack of both rotor blades. Lies the swash plate 13 in the illustrated neutral position, that is substantially perpendicular to the rotor shaft 7 , so adjusted the swash plate 13 the rotor blades 5 collectively, the angle of attack of the rotor blades 5 remains the same over the entire rotational movement. By a tilt of the swash plate 13 opposite the rotor shaft 7 a cyclic pitch adjustment takes place.

Die Taumelscheibe 13 ist vergrößert in 3 dargestellt. Das Schiebelager 17 bildet mit dem mitdrehenden Ringelement 16 der Taumelscheibe eine dreiteilige kardanische Aufhängung. Das Schiebelager 17 bildet dabei einen inneren Ring 20 nach Art einer Hülse und das mitdrehende Ringelement 16 den äußeren Ring der kardanischen Aufhängung. Der innere Ring 20 und das mitdrehende Ringelement 16 sind mittels eines Kardanrings 21 über senkrecht zueinander liegende Drehachsen verbunden. Der innere Ring 20 ist innerhalb des Kardanrings 21 drehbar gelagert ist, nämlich im Ausführungsbeispiel mittels Lagerbolzen 22. Der Kardanring 21 ist seinerseits drehbar in dem mitdrehenden Ringelement 16 gelagert, wobei die Drehachse des inneren Rings 20 und die Drehachse des Kardanrings 21 senkrecht zu einander stehen, wodurch die kardanische Aufhängung realisiert ist.The swash plate 13 is enlarged in 3 shown. The sliding bearing 17 forms with the co-rotating ring element 16 the swash plate one three-part gimbal suspension. The sliding bearing 17 forms an inner ring 20 in the manner of a sleeve and the co-rotating ring element 16 the outer ring of the gimbal. The inner ring 20 and the co-rotating ring element 16 are by means of a gimbal 21 connected via mutually perpendicular axes of rotation. The inner ring 20 is inside the gimbal 21 is rotatably mounted, namely in the embodiment by means of bearing pin 22 , The gimbal 21 is in turn rotatable in the co-rotating ring element 16 stored, with the axis of rotation of the inner ring 20 and the axis of rotation of the gimbal 21 perpendicular to each other, whereby the gimbal is realized.

Als Mitnehmermittel für das mitdrehende Ringelement 16 ist ein Schlittensystem vorgesehen, welches das mitdrehende Ringelement 16 formschlüssig an die Rotorwelle 7 koppelt. Hierzu weist die Rotorwelle 7 an ihrem Mantel 23 eine sich in Achsrichtung 18 erstreckende Schlittenaufnahme 24 auf, welche mit einem korrespondierenden Mitnehmerschlitten 25 der Taumelscheibe 13 zusammenwirkt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß 4 weist die Rotorwelle 7 im Bereich der Schlittenaufnahme 24 einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt auf. Die Schlittenaufnahme 24 ist dabei als ebene Fläche ausgebildet, welche im Querschnitt der Rotorwelle 7 eine Sekante bildet.As entrainment means for the co-rotating ring element 16 a carriage system is provided which the co-rotating ring element 16 positive fit to the rotor shaft 7 coupled. For this purpose, the rotor shaft 7 on her coat 23 one in the axial direction 18 extending carriage intake 24 on, which with a corresponding Mitnehmerschlitten 25 the swash plate 13 interacts. In the illustrated embodiment according to 4 has the rotor shaft 7 in the field of carriage admission 24 a deviating from the circular shape cross section. The sled intake 24 is formed as a flat surface, which in cross section of the rotor shaft 7 forming a secant.

Der mit der Schlittenaufnahme 24 korrespondierende Mitnehmerschlitten 25 ist in einem Wellendurchgang 26 des Schiebelagers 17 ausgebildet. Der Wellendurchgang 26 ist dabei eine, mit Ausnahme des die Schlittenaufnahme 24 bildenden Abschnitts, kreisförmige Öffnung, welche in Einbaulage der Taumelscheibe 13 von der Rotorwelle 7 durchsetzt ist. Der Mitnehmerschlitten 25 ragt in einen Umkreis des Wellendurchgangs 18 zentripetal ein, wodurch die drehende Rotorwelle 7 den Mitnehmerschlitten 25 mitnimmt.The one with the slide admission 24 corresponding drive carriage 25 is in a shaft passage 26 of the sliding bearing 17 educated. The shaft passage 26 is one, with the exception of the slide recording 24 forming section, circular opening, which in installation position of the swash plate 13 from the rotor shaft 7 is interspersed. The carrier carriage 25 protrudes into a radius of the shaft passage 18 centripetal one, causing the rotating rotor shaft 7 the carrier slide 25 entraining.

Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 bildet das Schiebelager 17 den Mitnehmerschlitten 25. Dabei gewährleistet das formschlüssige Schlittensystem aus Mitnehmerschlitten 25 und korrespondierender Schlittenaufnahme 24 eine schlupffreie Mitnahme des mitdrehenden Ringelements 16 und ermöglicht zugleich eine Verschiebung der Taumelscheibe 13 in Achsrichtung 18 der Rotorwelle 7.In the embodiment according to 3 forms the sliding bearing 17 the carrier slide 25 , At the same time, the form-fitting carriage system ensures that the carriage is driven 25 and corresponding carriage intake 24 a slip-free entrainment of the co-rotating ring element 16 and at the same time allows a displacement of the swash plate 13 in the axial direction 18 the rotor shaft 7 ,

4 zeigt eine Prinzipskizze eines Querschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Antriebseinrichtung, wobei der Querschnitt der Rotorwelle 7 und des inneren Rings 20 (Schiebehülse 17) der kardanischen Aufhängung der Taumelscheibe 13 gezeigt ist. Mit Ausnahme der nachfolgend beschriebenen Unterschiede entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 4 der in 3 dargestellten Antriebseinrichtung 3. Anstelle einer ebenen Fläche als Schlittenaufnahme ist im Ausführungsbeispiel gemäß 4 die Schlittenaufnahme 24' als Längsnut im Mantel 23 der Rotorwelle 7 ausgebildet. Der Mitnehmerschlitten 25' steht dabei zentripetal aus dem Wellendurchgang 26 hervor und ist in die Schlittenaufnahme 24 eingeführt. Die Längsnut der Schlittenaufnahme 24' ist seitlich durch parallele Führungsflächen 27 begrenzt, welche in einem Abstand entsprechend der Breite des Mitnehmerschlittens 25' mit Führungsspiel liegen. 4 shows a schematic diagram of a cross section of another embodiment of a drive device, wherein the cross section of the rotor shaft 7 and the inner ring 20 (Sliding sleeve 17 ) of the gimbal suspension of the swash plate 13 is shown. With the exception of the differences described below, the embodiment corresponds to 4 the in 3 illustrated drive device 3 , Instead of a flat surface as a slide receiving is in accordance with the embodiment 4 the carriage intake 24 ' as a longitudinal groove in the jacket 23 the rotor shaft 7 educated. The carrier carriage 25 ' stands centripetally out of the shaft passage 26 and is in the carriage intake 24 introduced. The longitudinal groove of the carriage holder 24 ' is laterally by parallel guide surfaces 27 limited, which at a distance corresponding to the width of the carrier slide 25 ' lie with leadership game.

Der Mitnehmerschlitten 25' ist dabei nach Art eines Nutensteins ausgebildet und weist seinerseits seitliche Führungsflächen 28 auf, welche mit den Führungsflächen 27 der Schlittenaufnahme 24' zusammenwirken. Auf diese Weise ist eine genaue und schlupffreie Führung der Taumelscheibe 13 an der Rotorwelle 7 gegeben, wobei der in die Längsnut der Schlittenaufnahme 24' einragende Mitnehmerschlitten 25' für eine kräftige formschlüssige Übertragung von Drehmomenten sorgt.The carrier carriage 25 ' is designed in the manner of a sliding block and in turn has lateral guide surfaces 28 on which with the guide surfaces 27 the sled intake 24 ' interact. In this way, an accurate and slip-free guidance of the swash plate 13 on the rotor shaft 7 given, wherein in the longitudinal groove of the carriage receiving 24 ' protruding carriage 25 ' ensures a powerful positive torque transmission.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202010011992 U1 [0006]

Claims

Swash plate for the drive device ( 3 ) of a model helicopter ( 1 ), with a fixed ring element ( 15 ) and one with a rotor head ( 6 ) of the model helicopter ( 1 ) co-rotating ring element ( 16 ), which are rotatably arranged against each other, and with a sliding bearing ( 17 ), which the fixed ring element ( 15 ) and the co-rotating ring element ( 16 ) gimbals and a shaft passage ( 26 ) for receiving a rotor shaft ( 7 ), and with a driving means for the co-rotating ring element ( 16 ), characterized in that the entrainment means as the co-rotating ring element ( 16 ) to the rotor shaft ( 7 ) form-fitting coupling carriage system is formed and at least one in the shaft passage ( 16 ) centripetal into a radius of the shaft passage ( 26 ) projecting Mitnehmerschlitten ( 25 . 25 ' ), which with a corresponding carriage receptacle ( 24 . 24 ' ) of the rotor shaft ( 7 ) cooperates positively in the direction of rotation and in the axial direction ( 18 ) of the rotor shaft ( 7 ) is feasible.

Swash plate according to claim 1, characterized in that the sliding bearing ( 17 ) and the co-rotating ring element ( 16 ) form a three-part gimbal, wherein the sliding bearing ( 17 ) an inner ring ( 20 ) and the co-rotating ring element ( 16 ) forms the outer ring of the gimbal, which by means of a gimbal ( 21 ) are connected via mutually perpendicular axis of rotation.

Swash plate according to claim 2, characterized in that the inner ring ( 20 ) of the sliding bearing ( 17 ) the driving carriage ( 25 ).

Swash plate according to one of the preceding claims, characterized in that the driving carriage ( 25 ' ) with lateral guide surfaces ( 28 ) is trained.

Swash plate according to claim 4, characterized in that the guide surfaces ( 28 ) of the driver carriage ( 25 ' ) lie parallel.

Rotor shaft for the drive device of a model helicopter, characterized in that the jacket ( 23 ) of the rotor shaft ( 7 ) one in the axial direction ( 18 ) of the rotor shaft ( 7 ) extending slide receptacle ( 24 . 24 ' ) is formed, with a driving carriage ( 25 . 25 ' ) in the direction of rotation of the rotor shaft ( 7 ) cooperates positively.

Rotor shaft according to claim 6, characterized in that the rotor shaft ( 7 ) in the region of the slide mount ( 24 ) has a different cross-section from the circular shape.

Rotor shaft according to claim 7, characterized in that the surface of the rotor shaft ( 7 ) in the region of the slide mount ( 24 ) is formed.

Rotor shaft according to one of claims 6 to 8, characterized in that the carriage receptacle ( 24 ' ) is formed as a longitudinal groove.

Drive device for model helicopters ( 1 ) with a rotor shaft ( 7 ) for driving a rotor blades ( 5 ) leading rotor head ( 6 ), and with a rotor shaft ( 7 ) surrounding swash plate ( 13 ), which a fixed ring element ( 15 ) and a co-rotating ring element ( 16 ), which are arranged rotatable against each other, wherein the co-rotating ring element ( 16 ) via a driving means with the rotor head ( 6 ) is movable, wherein the swash plate ( 13 ) a sliding bearing ( 17 ) comprising the fixed ring element ( 15 ) and the co-rotating ring element ( 16 ) gimbals and a shaft passage ( 26 ) for receiving the rotor shaft ( 7 ), characterized in that the entrainment means as the co-rotating ring element ( 16 ) to the rotor shaft ( 7 ) form-fitting coupling carriage system is formed, which is designed such that there is a guided movement of the swash plate ( 13 ) in the axial direction ( 18 ) of the rotor shaft ( 7 ) allowed.

Drive device according to claim 10, characterized in that the carriage system at least one in the shaft passage ( 18 ) of the co-rotating ring element ( 16 ) centripetal in a radius of the shaft passage ( 18 ) projecting Mitnehmerschlitten ( 25 . 25 ' ).

Drive device according to claim 10 or 11, characterized in that the sliding bearing ( 17 ) and the co-rotating ring element ( 16 ) form a three-part gimbal, wherein the sliding bearing ( 17 ) an inner ring ( 20 ) and the co-rotating ring element ( 16 ) forms the outer ring of the gimbal, which by means of a gimbal ( 21 ) are connected via mutually perpendicular axis of rotation.

Drive device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the carriage system at least one in the axial direction ( 18 ) of the rotor shaft ( 7 ) on the jacket of the rotor shaft ( 7 ) extending slide receptacle ( 24 . 24 ' ), which with the drive carriage ( 25 . 25 ' ) in the direction of rotation of the rotor shaft ( 7 ) cooperates positively.

Drive device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the driving carriage ( 25 ' ) in the manner of a sliding block with lateral guide surfaces ( 28 ) is trained.

Drive device according to one of claims 10 to 14, characterized in that the carriage receptacle ( 24 ' ) is formed as a longitudinal groove.

Drive device according to claim 15, characterized in that the carriage mount ( 24 ' ) laterally by parallel guide surfaces ( 27 ) is limited, which at a distance corresponding to the width of the driver carriage ( 25 ' ) lie with leadership game.

Model helicopter with a drive device according to one of claims 10 to 16.