DE2454543C3 - Antrieb für ein funkfernsteuerbares Modellflugzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für ein funkfernsteuerbares Modellflugzeug, bei dem die hinter dem Leitwerk angeordnete Luftschraubenwelle in einem Hecklager gelagert und über eine Verlängerungswelle mit der Motorwelle eines im Rumpfinneren, nahe bei dem Tragflügel angeordneten Antriebsmotors verbunden ist.

Ein derartiger Antrieb ist aus der Zeitschrift »Modell-Technik und Sport« 1955, Folge 9, Seite 14, bekannt. Der dort gezeigte Antrieb dient für einen Motorsegler mit Druckluftschraube und mit im Schwerpunkt untergebrachtem Verbrennungsmotor und zugehörigem Tank. Die Übertragung der Motorkraft auf die Druckluftschraube erfolgt durch eine lange Verlängerungswelle. Dieser bekannte Antrieb ist schwierig in den Rumpf einzubauen, zumal die Verlängerungswelle sehr fest und steif sowie gut gelagert sein muß. Die Verlängerungswelle und ihre Lagerung müssen nämlich insbesondere beim Starten des Verbrennungsmotors infolge der Motorkompress'on hohe Kräfte aufnehmen können. Der aus dieser Druckschrift bekannte Antrieb ist daher schwierig in den Rumpf einzubauen, und bei einem kommerziell hergestellten Modellflugzeug wären die dabei entstehenden Kosten nicht tragbar. Darüber hinaus ist der dort verwendete Verbrennungsmotor sehr laut, so daß die Verwendung des Modells in dicht besiedelten Gebieten nicht mehr zumutbar ist. Ferner ist die Bedienung des Verbrennungsmotors durch seinen Einbau im Rumpfinneren erschwert. Auch mußten z. B. bei einer Reparatur an der Lagerung für die Luftschraubenwelle umfangreiche Arbeiten durchgeführt werden. Das bekannte Modellflugzeug is*, daher nur für einen handwerklich geübten Modellbauer mit Erfolg einzusetzen.

Aus der DE-GM 73 04 593 ist bereits ein Antrieb für ein funkfernsteuerbares Modellflugzeug bekannt, bei dem als Antriebsmotor ein von einer Bordbatterie

ίο gespeister Elektromotor verwendet wird, so daß ein geräuscharmer Betrieb möglich ist. Allerdings ist dort die Luftschraubenwelle in einem Lager gelagert, das gegenüber einem dort vorhandenen becherförmigen Halterungsteil nicht einstellbar ist, so daß es bei Herstellungsfehlern zu Reibungsverlusten kommen kann, die sich bei motorisch angetriebenen Flug für die Flugstabilität des Modells als nachteilig erweisen können. Auch ist dort das Lager im Rumpfinneren angeordnet, so daß bei Reparaturen am Antrieb erst die Luftschraube und die Bugverkleidung abgenommen werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs beschriebenen Antrieb so auszugestalten, daß unter Beibehaltung der hohen Flugstabilität sowohl im motorisch angetriebenen Flug als auch im Segelflug ein geräuscharmer Betrieb und eine einfache Wartbarkeit des Antriebes gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, aaß a!s Antriebsmotor ein von einer Bordbatte-

JO rie gespeister Elektromotor verwendet wird und die Verlängerungswelle einen oder zwei Drehmomentstoßdämpfer aufweist und daß das Hecklager für die Luftschraubenwelle ein kugelförmig ausgebildetes Oberflächenteil aufweist, das in einem Lagerträger einstellbar gehaltert ist, und der Lagerträger in einem becherförmigen Teil vorgesehen ist, das an einem am Heck des Rumpfes angeordneten, hohlzylindrischen Teil anbringbar ist.

Durch die Verwendung eines Elektromotors werden die Wartung und Bedienbarkeit des Modellflugzeugs vereinfacht und in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Lagerung werden sowohl der Zusammenbau als auch die Wartungsarbeiten erleichtert. Die aus Fluchtungsfehlern herrührenden Reibungs-Verluste und die beim Anlaufen des Elektromotors auftretenden Drehmomentstöße werden vermieden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung soll im folgenden teispielshalber anhand von Zeichnungen erläutert werden. Es zeigt

Fi g. 1 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht eines Modellflugzeugs mit einer Druckluftschraube und einem nach der Erfindung ausgebildeten Antrieb,

F i g. 2 eine Seitenansicht des in der F i g. 1 dargestellten Modellflugzeugs,

F i g. 3 und 4 einen für die Verlängerungswelle geeigneten Drehmomentstoßdämpfer,

F i g. 5(A) bis (D) eine Ausführungsform für ein Universalgelenk, das sowohl als Drehmomentstoßdämpfer als auch als Ausfluchteinrichtung für die Verlängerungswelle dient,

Fig.6 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Modellflugzeugs mit Druckluftschraube und einem nach der Erfindung ausgebildeten Antrieb,

F i g. 7 eine Seitenansicht zur Erläuterung des Eingriffs der Verlängerungswelle in die Motorwelle des Antriebsmotors bei dem in der F i g. 6 dargestellten

Modellflugzeug,

F i g. 8 einen Querschnitt durch ein becherförmiges Teil mit einem Lager für die Luftschraubenwelle,

F i g. 9 eine Zusammenbaudarstellung des becherförmigen Teils und =>

Fig. 10 eine Zusammenbauzeichnung einer Kupplung zwischen der Verlängerungswelle und der Motorwelle des Antriebsmotors.

Als Anwendungsbeispiel der Erfindung dient ein in der Fig. 1 dargestelltes, funkferasteuerbares Modell- !(> flugzeug mit einem Rumpf 1, einem Bug 2, Tragflächen 3 und 4, horizontalen Höhenleitflächen 5, einem Seitenruder 15 und einer Luftschraube 6. Die mit einer Nabenhaube 7 versehene Luftschraube 6 ist drehbar gelagert und an einer Verlängerungswelle 8 befestigt i"> Zwischen der Luftschraube 6 und der Verlängerungswelle 8 sind ein Universalgelenk 9 und ein kugelförmiges Hecklager 10 vorgesehen, um ein leichteres Ausrichten der Luftschraube 6 und der Verlängerungswelle 8 zu ermöglichen. Zwischen der Verlängerungs- welle 8 und einem als Antriebsmotor dienenden Elektromotor 11 befinden sich ein Drehmomentstoßdämpfer mit Stoßdämpferteilen 23 und 24 und ein Untersetzungszahnrad IZ Eine Stange 13 zum Bewegen des Seitenruders 15 ist mit ihrem einen Ende 14 an dem Seitenruder 15 und mit ihrem anderen Ende an einem Servomechanismus 16 befestigt, der einen Funksteuerempfänger enthält. Eine Bordbatterie 17 (Nickel-Cadmium-Zelle) dient zum Speisen des Elektromotors 11 und des Funksteuerempfängers. Erforderlichenfalls ist an- in grenzend an die Batterie 17 ein Rauschfilter 18 vorgesehen. Ferner sind eine Antenne 19 für de*- Funkempfang, ein Ein/Aus-Schalter 20 für eine die Bordbatterie 17 mit dem Elektromotor 11 verbindende elektrische Schaltung. Haupträder 21 und ein Bugrad 22 vorhanden.

Bei einem Modellflugzeug mit Druckluftschraube wird die Lage des Schwerpunktes in erster Linie durch den Antriebsmotor für die Luftschraube und die Energiequelle für den Antriebsmotor bestimmt. Dar- -to überhinaus kann man die Schwerpunktslage durch die Anordnung des Servomechanismus geringfügig abändern.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden diese Forderungen dadurch erfüllt, daß die Bordbatterie 17 nahe beim Bug 2 angeordnet und entsprechend dieser Anordnung der Elektromotor 11 dann an einer geeigneten Stelle untergebracht ist. Dies läuft darauf hinaus, daß der Elektromotor 11 dicht beim Mittenabschnitt des Rumpfes 1 angeordnet ist, aber nahe bei den so Tragflächen 3 und 4. Die Luftschraube 6 ist über die Verlängerungswelle 8 mit dem Elektromotor 11 verbunden.

Auf diese Weise ist es möglich, den Elektromotor 11, der durch Umlegen des Schalters 20 in einfacher Weise ">5 gestartet werden kann, innerhalb des Rumpfes 1 anzuordnen. Durch diese Anordnung werden all die Schwierigkeiten gelöst, die bei dam Versuch auftreten, eine Druckluftschraube mit einem herkömmlichen Bezinmotor anzutreiben. Der Umstand, daß sich das Gewicht der Bordbatterie 17 beim Aufbrauchen der Batterieenergie nicht ändert, ermöglicht es, die Bordbatterie 17 dicht beim Bug 2 unterzubringen. Der Elektromotor 11 ist mit der Verlängerungswelle 8 verbunden und kann daher nahe bei der Mitte des Rumpfes 1 angeordnet werden, um den Abstand zwischen den Tragflächen 3 und 4 und der Höhenleitfläche 5 zu vergrößern.

Infolgedessen ist es möglich eine Flugzeugzelle zu konstruieren, die eine hohe Längsstabilität aufweist

In den F i g. 3 und 4 ist ein Drehmomentstoßdämpfer dargestellt, der an der Luftschraubenwelle den Stoß dämpfen soll, der beim Starten des Elektromotors 11 auftritt. Die Verlängerungswelle 8 weist einen luftschraubvinseitigen Wellenabschnitt 8-1 und einen motorseitigen Wellenabschnitt 8-2 auf. Der Stoßdämpfer enthält die beiden Teile 23 und 24, die an den Wellenabschnitten 8-1 auf der Seite der Luftschraube 6 und 8-2 auf der Seite des Elektromotors 11 befestigt sind. Das Teil 23 ist rahmen- oder bügelartig ausgebildet Das Teil 24 ist T-förmig und besteht aus einem elastischen Werkstoff. Unmittelbar mit dem Einschalten des in den F i g. 1 und 2 dargestellten Schalters 20 beginnt der Elektromotor 11 mit einer sehr hohen Drehzahl zu laufen, und an der Verlängerungswelle 8 tritt ein extrem hohes Drehmoment auf. Die Stoßdämpferteile 23 und 24 dienen zum Dämpfen des ruckartigen Drehmomentstoßes. Wie dies im einzelnen geschieht, ist in der F i g. 4 dargestellt Daraus geht hervor, daß das T-förmige elastische Teil 24 durchgebogen wird, urr das momentan auftretende sehr hohe Drehmoment zu vermindern. Darüberhinaus ist das T förmige Teil 24 in der Lage, geringfügige Fluchtungsfehler zu kompensieren, falls die Achsen der Wellenabschnitte 8-1 und 8-2 nicht miteinander fluchten. Zu diesem Zweck kann das Teil 24 innerhalb von Schlitzen, die in dem bügelförmigen Teil 24 vorgesehen sind, geringfügig nach rechts oder links gleiten.

In den Fig. 5(A) bis 5(D) ist ein Universalgelenk dargestellt, das man anstelle des oben beschriebenen Stoßdämpfers oder in Verbindung mit diesem Stoßdämpfer verwenden kann. Das Universalgelenk enthält eine elastische Zunge oder ein elastisches Blatt 25. das zwischen den Wellenabschnitten 8-1 und 8-2 eingesetzt ist und in Anbetracht seiner Torsionsflexibilität einen Drehmomentstoß auf den Wellenabschnitten verringern kann, wobei das Blatt 25 um seine Längsachse verdreht wird, wie es in der F i g. 5(B) dargestellt ist. Das Blatt 25 ist somit in der Lage, eine Winkeldifferenz zwischen den Drehbewegungen der Wellenabschnitte 8-1 und 8-2 zu absorbieren. Darüberhinaus ist das Blatt 25 in der Lage, einen Fluchtungsfehler zwischen den Achsen der Wellenabschnitte 8-1 und 8-2 zu korrigieren, wie es in der F i g. 5(C) im einzelnen dargestellt ist Wie man sieht, sind die Enden des Blattes 25 in den beiden Wellenabschnitten gehaltert. Das Blatt 25 ist gelenkig in den Wellenabschnitten 8-1 und 8-2 befestigt, so daß auch eine hochkantige Schwenkbewegung möglich ist, wie es in der F i g. 5(D) zu sehen ist.

Da es bei einem Modellflugzeug der beschriebenen Art im allgemeinen der Fall ist, daß der Luftwiderstand an den Tragflächen 3 und 4 in Verbindung mit der Schubkraft der Luftschraube 6 ein Drehmoment zu erzeugen versucht, das bei der Darstellung nach der F i g. 2 den Bug 2 nach unten drückt, ist die Drehachse der Luftschraube 6 nicht horizontal, sondern geringfügig geneigt angeordnet. Der DrehmomenistoPdämpfer mit den Teilen 23 und 24, ggf. in Verbindung mit dem elastischen Blatt 25 bzw. dem UnKersalgelenk 9 erleichtern die geneigte Anordnung und Einstellung der Luftschraube 6 und dienen beim Start des Elektromotors zur Aufnahme des hohen Drehmomentstoßes.

Wenn die Druckluftschraube über eine Verlängerungswelle angetrieben wird, ist es erforderlich, daß die Verlängerungswelle an ihrem einen Ende oder an ihren beiden Enden von Lager gehalten wird und daß die

Luftschraubenwelle richtig fluchtet. Bei einem in den Fig.6 bis 9 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Achsen der Verlängerungswelle 8 und der Luftschraube 6 derart fest angeordnet, daß sie in einer geraden Linie zusammenfallen. Am hinteren Ende des Rumpfes 1 ist als Halterung für ein Lager ein becherförmiges Teil 37 vorgesehen, und zwar in einer solchen Weise, daß die Verlängerungswelle 8 gegenüber dem Lager frei pendeln oder schwingen kann, um eine Richtungseinstellung der Luftschraubenwelle zu gestatten.

Das becherförmige Teil 37 trägt in seinem Inneren ein Lager und kann fest auf ein hohles hinteres Teil la des iRumpfes 1 gepaßt werden. Ein Teil 38 auf der !Luftschraubenseite und ein Teil 39 auf der Motorseite können ineinandergreifen und bilden eine Kupplung. Wie man es der Darstellung nach der F i g. 7 entnehmen kann, wird die Verbindung zwischen dem Elektromotor 11 und dem mit der Luftschraube 6 verbundenen Wellenabschnilt 8-2 der Verlängerungswelle 8 dadurch hergestellt, daß Vorsprünge und Vertiefungen des luftschraubenseitigen Kupplungsteils 38 in Vertiefungen und Vorsprünge des motorseitigen Kupplungsteils 39 eingreifen. Einzelheiten dieser Kupp'ung sind in der Fig. 10 dargestellt.

Die F i g. 8 und 9 zeigen im einzelnen den Innenaufbau des in den Fig.6 und 7 dargestellten becherförmigen Teils 37. Die in den F i g. 8 und 9 gezeigte Konstruktion enthält im einzelnen eine Luftschraubenwelle 40, eine Unterlegscheibe 41, eine Druckfeder 42, eine Mutter 43. Unterlegscheiben 44 und 45, ein kugelförmiges'Oberflächenteil 46, einen das kugelförmige Oberflächenteil 46 stützenden Lagerträger 47, 50, einen Luftschraubensitz 48 und eine mit dei Luftschraube 6 einstückig ausgebildete Laufwelle 49. Im Luftschraubensitz 48 sind Löcher 48a vorgesehen, die an der Laufwelle 49 der Luftschraube angebrachte Verlängerungen 49a aufnehmen können.

Wie es insbesondere aus den F i g. 8 und 9 hervorgeht, nehmen die Achsen des Wellenabschnitts 8-1 der Verlängerungswelle 8 und der Luftschraubenwelle 40 eine feste Koinzidenzstellung zueinander und zu dem becherförmigen Teil 37 ein. das über den Lagerträger 47, SO von dem als Lager dienenden kugelförmigen Obeiflächenteil 46 abgestützt wird. Das Oberflächenteil 46 und der Wellenabschnitt 8-1 können um den Mittelpunkt des Lagerträgers 47, 50 pendeln oder taumeln. Bei der beschriebenen Konstruktion ist es somit dem mit der Luftschraube 6 verbundenen und durch das kugelförmige Oberflächenteil 46 laufenden Weifenabschnitt 8-1 der Verlängerungswelle 8 gestattet, zusammen mit dem kugelförmigen Oberflächenieil 46 gegenüber dem becherförmigen Teil 37 eine Pendelbewegung auszuführen, wobei Min die Vci'iäiigei'uiigSwci-Ie vollkommen frei drehen kann. Dadurch ist es möglich, die Richtung der Luftschraubenwelle in bezug auf den Rumpf 1 und das becherförmige Teil 37 zu ändern, das auf das hohle hintere Teil la des Rumpfes 1 fest aufgepaßt ist.

Man kann somit die Motorbefestigungslage nach dem

^ri festen Einpassen des becherförmigen Teils 37 auf das hohle hintere Teil la des Rumpfes 1 einstellen, da die Verlängerungswelle 8 innerhalb des becherförmigen Teils 37, d. h. innerhalb des Rumpfes 1 frei schwenkbar ist. Auf diese Weise wird die Einstellung der Drehachse

in der Luftschraube in bezug auf den Schwerpunkt der Flugzeugzelle bzw. des Rumpfes 1 erleichtert. Dadurch ist es möglich, optimale Flugbedingungen zu erhalten.

Wie es aus der F i g. 6 hervorgeht, kann man über dem Elektromotor 11 eine verschließbare Kappe am Rumpf

ΙΊ 1 vorsehen, die eine leichte Zugänglichkeit zu dem Motor verschafft, so daß die Befestigungslage des Motors 11 leicht eingestellt und die mit der Luftschraube 6 verbundene Verlängerungswelle 8 mit dem Elektromotor 11 verbunden werden kann.

jo Die oben beschriebene Konstruktion weist auch Maßnahmen für ein Durchdrehen der Luftschraube auf. Während bei dem motorgetriebenen Flug die Luftschraube 6 von der Unterlegscheibe 41, der Druckfeder 42 und der Mutter 43 sowie infolge ihrer eigenen

2i Antriebskraft nach vorne gegen den von der Verlängerungswelle 8 angetriebenen Luftschraubsitz 48 gedrückt wird und in den Luftschraubensitz fest eingreift, wird bei einem Abfall der Antriebskraft des Elektromotors 11 die Luftschraube 6 durch den Luftwiderstand gegen die

in Kraft der Druckfeder 42 nach hinten gedrückt, so daß die Zapfen oder Verlängerungen 49a der Laufwelle 49 aus dem Luftschraubensitz 48 austreten und die Luftschraube 6 in der Lage ist, sich aufgrund des Fahrwindes frei zu drehen. Die Luftschraube 6 wird

J"> somit aufgrund der Vorwärtsbewegung des Rumpfes 1 von der Verlängerungswelle 8 entkuppelt und kann frei durchdrehen, so daß ihr Luftwiderstand verringert wird. Beim nicht angetriebenen Flug des Modellflugzeugs werden daher unerwünschte Luftwiderstände vermie-

w den.

In der Fig. 10 ist im einzelnen dargestellt, wie die Motorantriebswelle mit dem Wellenabschnitt 8-2 der Verlängerungswelle 8 gekuppelt sein kann. In dieser Figur sind das Stirnzahnrad 30, das Ritzel 27, der

■'' Rahmen 29. die Vorsprünge 38a und Vertiefungen 386 des luftschraubenseitigen Kupplungsteils 38 sowie die Vorsprünge 39a und Vertiefungen 390 des motorseitigen Kupplungsteils 39 dargestellt. Die Vorsprünge 38a des Kupplungsteils 38 können in die Vertiefungen 39Zj

■·» des Kupplungsteils 39 eingreifen. In entsprechender Weise können die Vorsprünge 39a des Kupplungsteils 39 in die Vertiefungen 386 des Kupplungsteils 38 eingreifen. Das Kupplungsteil 38 ist mit dem WcHcnab schnitt 8-2 der Verlängerungswelle 8 fest verbunden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Antrieb für ein funicfernsteuerbares Modellflugzeug, bei dem die hinter dem Leitwerk angeordnete Luftschraubenwelle in einem Hecklager gelagert und über eine Verlängerungswelle mit der Motorwelle eines im Rumpfinneren, nahe bei dem Tragflügel angeordneten Antriebsmotors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsmotor ein von einer Bordbatterie (17) gespeister Elektromotor (11) verwendet wird und die Verlängerungswelle (8; 8-1, 8-2) einen oder zwei Drehmomentstoßdämpfer (23, 24; 25) aufweist und daß das Hecklager (10) für die Luftschraubenwelle (40) ein kugelförmig ausgebildetes Oberflächenteil (46) aufweist, das in einem Lagerträger (47, 50) einstellbar gehaltert ist, und der Lagerträger (47,50) in einem becherförmigen Teil (37) vorgesehen ist, das ?n einem am Heck des Rumpfes (1) angeordneten, hohlzylindrischen Teil (Ia^ anbringbar ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentstoßdämpfer aus einem bügelartigen Teil (23) und einem T-förmig ausgebildeten elastischen Teil (24) besteht (F i g. 3 und 4).

3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentstoßdämpfer als ein mit einem elastischen Blatt (25) versehenes Universalgelenk (9) ausgebildet ist (F i g. 5A bis 5D).

4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentstoßdämpfer die Verlängerungswelle (8) unmittelbar mit der Motorwelle verbindet.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentstoßdämpfer die Verlängerungswelle (8) unmittelbar mit der Luftschraubenwelle (40) verbindet.