DE2747102C2 - Steuergestänge für ein Modellflugzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuergestänge für ein Modellflugzeug, bei dem die Bauteile von Rumpf und/oder Tragflügel aus einem Material mit einem anderen Ausdehnungskoeffizient bestehen als die im Inneren zwischen Rudermaschine und Steuerfläche angeordnete Schubstange.

Derartige Steuergestänge werden bei Modellflugzeugen verwendet, die von einer Funkfernsteueranlage gesteuert werden. Die im Inneren des Rumpfes vor dem Tragflügel angeordnete Steuereinrichtung, die aus Empfänger nebst Rudermaschinen oder Schrittschaltwerk besteht, wertet die vom Sender gesendeten Impulse aus und setzt sie in Bewegungen von Rudermaschine oder Schrittschaltwerk um. Die Rudermaschinen stehen über ein Steuergestänge in Verbindung mit den Steuerflächen. Hierbei handelt es sich zumeist um starre Gestänge oder auch Bowdenzüge oder Drahtseile. Betätigt werden das Seitenruder, das Höhenruder, die Querruder, Störklappen, Wölbklappen, lenkbare oder einziehbare Fahrwerke, Motordrossel usw.

Es wird nun von den Modellfliegern eine möglichst genaue Übertragung der StPuerkräfte auf die Steuerflächen gewünscht. Nur so ist ein feinfühliges Fliegen möglich, was insbesondere bei Wettbewerben Voraussetzung für gutes Abschneiden ist. Hierbei kommt es nicht nur auf sicheres Fliegen und gutes Landen, sondern auch manchmal auf die Ausführung van Kunstflugfiguren wie Loopings, Rollen, Turn usw. an. im Rahmen des praktischen Modellilugbetriebes kommen dar,π durch irgendwelche Einflüsse auch kritische Flugzustände vor. Bei diesen äußeren Einflüssen handelt oc ςΐΓ-h um I iif tK<i\i/r>iTi iniTt>n γλΗογ ^ t tM it^rfnhlpr f^iM'Mllp hierbei ist die einwandfreie Funktion aller Teile der Steuerungseinrichtung zwingend notwendig, um so den Absturz des Modells zu verhindern.

Aus der Zeitschrift »Model!«, !968, Heft 11, Seite 406, ist ein Steuergestänge für ein Modellflugzeug bekannt, bei dem zur Erzielung einer kombinierten Steuerwirkung von Quer- und Höhenruder die im Inneren des Rumpfes zwischen Rudermaschinen und Steuerflächen angeordneten Schubstangen unterbrochen und jeweils mit den freien Enden eines doppelarmigen, gleichseitigen Hebels verbunden sind. Die Hebel sind auf einer als Achswelle ausgebildeten Lagerung schwenkbar gelagert. Die Lagerung ist ihrerseits derart im Rumpf befestigt, daß sie durch eine Rudermaschine verschwenkt werden kann.

Es ist auch davon auszugehen, daß die gewählten Übertragungsmittel nicht nur präzise, sondern auch leichtgewichtig sind und auch sogenannte harte Landungen nicht übelnehmen. Diese Forderungen werden aber auch in bezug auf andere Teile des Flugzeugs gestellt. Dies ist gerade bei den Bauteilen von besonderer Bedeutung, die über eine gewisse Längsausdehnung verfügen, da bei Krafteinwirkung von außen der Hebelarm entsprechend groß ist. Hierbei handelt es sich vorwiegend um den Rumpf, aber auch um die Tragflügel. Gerade bei harten Landungen sind Schaden am Rumpf häufig die Folge, da in diesem die relativ schwergewichtigen Teile, insbesondere Empfänger, Rudermaschinen und Akkumulator und manchmal Antriebsvorrichtungen, untergebracht sind.

In jüngster Zeit werden für den Flugzeugrumpf neue Materialien, z. B. Kunststoffe und neue Herstellungsverfahren, verwendet. Teilweise liegen hier sehr formstabile, aber auch spröde Kunststoffmaterialien vor, die bei entsprechenden Landungen oder Abstürzen stark in Mitleidenschaft gezogen werden. Es ist durchaus keine Seltenheit, daß die Teile nach derartigen Ereignissen vollkommen zerstört sind.

Es sind auch Kunststoffmaterialien und Herstellungsverfahren bekanntgeworden, die eine sehr große Festigkeit der Bauteile ergeben. Diese Werkstoffe sind bis zu einem gewissen Grad elastisch und somit geeignet, auch härtere Stöße abzufangen, ohne daß es zum Bruch kommt.

Ein Nachteil mancher Kunststoffmaterialien für die Herstellung des Rumpfes oder der Tragflügel oder auch der Schubstangen ist es jedoch, daß unterschiedliche große Ausdehnungskoeffizienten vorliegen. Dies hat beim Einsatz der Flugmodelle zur Folge, daß sich die Bauteile, beispielsweise Rumpf oder Tragflügel sowie die Steuergestänge, verschieden ausdehnen. Es entstehen also Längendifferenzen, die sich in Verstellung des Rudersauswirken.

Da die Flugzeuge bei verschiedenem Wetter eingesetzt werden und auch im Rahmen eines Fluges verschiedene Umweltbedingungen vorliegen, kann sich dies sehr störend auswirken. Das Flugzeugmodell wird beispielsweise am Boden ;n der Sonne aufbewahrt. Häufig geschieht dies noch neben Wänden oder

in sonstigem Windschutz, so daß die Aufheizung der Luft beträchtlich sein kann. Nach dem Start kommt das Flugzeug in eine gewisse Höhe, wo die Luft stets kühler ist. Wenn dann gleichzeitig eine Wolkenwand vor die Sonne tritt, kann eine noch größere Abkühlung die

■ ■ Folge sein. Ähnliche Temperaturunterschiede werden auch beim Fliegen begeisterter Hobbyisten im Winter beobachtet.

Diese Umstände bringen es mit sich, daß bcträchtli-

ehe Längenänderungen zwischen den Bauteilen von Rumpf und/oder Tragflügel und den Schubstangen erreicht werden mit der dazugehörigen ungewünschten Verstellung der Ruder. Das Ausmaß diesel Verstellung kann so groß sein, daß es nicht mehr vom Boden aus durch Trimmänderung oder durch Betätigung der Steuerhebel der Funkfernsteueranlage kompensiert werden kann. In diesem Fall kann es zum Absturz des Modells kommen.

Aber auch in anderen Fällen ist das Vorliegen einer dermaßen starken Änderung der Länge der Bauteile lästig. Beim Bau des Flugmodells bei Zimmertemperatur kann nämlich die exakte Längenbestimmung der Teile nicht vorgenommen werden, da beim Einsatz des Modells im Freien andere Wärmeverhältnisse herrschen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Steuergestänge der eingangs genannten An so auszubilden, daß sich temperaturbedingte Längei.änderungen auf die Steuerflächen nicht auswirken können.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zum Ausgleich von Längenänderungen die Schubstange mittig unterbrochen und mit den freien Enden eines doppelarmigen, gleichseitigen Hebels verbunden ist, der auf einer im Rumpf fest angeordneten Lagerung schwenkbar gelagert ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß die durch Temperaturunterschiede ausgelösten Längenänderungen ausgeglichen werden, so daß trotz dieser Längenänderungen die Stellung der Steuerfläche genau erhalten bleibt.

So hat der Konstrukteur bei Anwendung der vorliegenden Erfindung freie Hand, das bestgeeignete Material für die Bauteile des Flugzeugs, beispielsweise Rumpf und Tragflügel einerseits und für die Steuergestänge andererseits, einzusetzten. Er braucht nicht Rücksicht zu nehmen auf verschiedene Ausdehnungskoeffizienten, sondern kann sich in einer Entscheidung auf für das Flugzeug wichtigere Eigenschaften beschränken, insbesondere widerstandsfähiges und damit Abstürze überstehendes Material mit leichtem Gewicht, günstige Herstellmöglichkeit und niedrige Herstellkosten.

Dadurch, dal! ein doppelarmiger, gleichseitiger Hebel etwa in der Mitte der Schubstange eingesetzt wird, ist er in der Lage, die Längenänderung in beliebigem Ausmaß auszugleichen. Im Ausführungsbeispiel ist die Erfindung an Hand eines Modellflugzeugrumpfes dargestellt. Die Anwendung ist jedoch auch für andere Bauteile des Modellflugzeuges, beispielsweise im Tragflügel, möglich.

Die mittige Anordnung des Hebels bringt noch weitere Vorteile mit sich. Die Länge der Schubstange wird so halbiert. Dies bringt eine größere Stabilität, insbesondere beim Übertragen der Schubkräfte, mit sich. Durch die geringere Länge ist kein Durchbiegen der Schubstange die Folge, wenn durch entsprechend rasantes Fliegen größere Steuerkräfte erforderlich sind.

Auch die Bruchgefahr der Gestängeteile wird wesentlich herabgesetzt, da sie kürzer sind. Dies hat bei der Verwendung der allgemein verbreiteten Balsaholzgestänge oder von ähnlichem vergleichsweise bruchgefährdetem Material Vorteile.

Reim Vorliegen mehrerer Übertragungsaufgaben hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß beim Einbau von zwei oder mehr unabhängig voneinander arbeitenden Schubstangen die Lagerung für die notwendigen zwei oder mehr doppelarmigen, gleichseitigen Hebel als Achswelle ausgebildet ist. Dies ist insbesondere beim Einbau von Seiten- und Höhenruder in den Modellflugzeugrumpf vorteilhaft

Eine einfache Befestigung des erfindungsgemäßen Steuergestänges wird erreicht, wenn die Lagerung als einschraubbare, Distanzbuchsen aufweisende Achswelle ausgebildet ist Die Distanzbuchsen gewährleisten einen stets gleichen Abstand von den Rumpfwänden und/oder den noch auf der Achswelle angeordneten weiteren gleichseitigen Hebeln.

ίο Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die die Lagerung bildende Achswelle an beiden Enden in Buchsen gelagert ist, in die Befestigungselemente einschraubbar sind, die innen an den Stirnflächen der Achswelle anliegen. Dadurch kann die Achswelle von der Außenseite des Rumpfes in die Bohrungen der Buchsen, die an der Rumpfinnenseite angeformt oder angeklebt sein können, eingeschoben werden und durch die einschraubbaren Befestigungselemente, z. B. Schrauben, in ihrer axialen Lage festgelegt werden. Damit wird ein leichter Ein- und Ausbau des Steuergestänges gewährleistet und eine Verstärkung der Rumpfwandung an der Lagerstelle erreicht.

Die Abbildungen zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. la bis Ic zeigt das Steuergestänge mit doppelarmigen, gleichseitigen Hebel, wobei das Steuergestänge keiner Längenänderung unterliegt.

Fig. Ha bis Hc zeigt das Steuergestänge, wobei die Schubstangen temperaturbedingten Längenänderungen unterworfen sind.

Fig. III zeigt ein Einbaubeispiel in einen Flugzeugrumpf.

In den F ig. Ia bis Ic sowie Ha bis Hc werden gezeigt der doppelarmige, gleichseitige Hebel 1 mit seiner Lagerung 2, die etwa mittig im Flugzeugrumpf angeordnet ist, d. h. die temperaturbedingte Längenänderung der Rumpfbautei'c bzw. Tragflügelbauteile ist nach beiden Seiten gleich groß. Auf dem gleichseitigen Hebel t befinden sich an beiden freien Enden 3 und 4 Bohrungen. Hier kommt die mittig unterbrochene Schubstange 5 und 6 drehbar zur Verbindung. Die Schubstangen haben wiederum Befestigungsaugen 7 und 8. Im Ausführungsbeispiel ist bei dem Befestigungsauge 7 die Rudermaschine angeschlossen. Diese ist im

·.", Vorderbereich des Rumpfes mit diesem fest verbunden. In dem Befestigungsauge 8 kommt ein Ruderhom zur Aufnahme, das die Bewegung auf die Steuerfläche überträgt

In den F i g. la bis Ic und Ha bis lic wird die eigentliche

Vi Steuerflächenbewegung nicht dargestellt. Die Stellung des Befestigungsauges 8 soll der Mitteilage der Steuerfläche entsprechen. In diesem Falle wird das Modellflugzeug also eine gerade, etwa horizontale Flugbahn beschreiben. Das Modellflugzeug macht demnach keine Kurve, da das Seitenruder in der Mittellage ist, es wird auch keine Höhenänderung durchführen, da das Höhenruder sich ebenfalls in der Mittellage befindet. Bei einem Segelflugmodell wird also ein Gleitflug durchgeführt, der schwach nach unten geneigt ist. Bei einem Motorflugmodell kann je nach Leistung des Motors ein schwach nach unten gerichteter Flug oder ein Horizontnlflug oder ein nach oben gerichteter Flug die Folge sein.

L<er Nullstellung der Steuerfläche ent';p; icht also die Stellung des Befestigungsauges 8 pm Ende der Schubstange 5 gemäß Fi g. id und Ha. Die am Ende der Schubstange 6 über das Befestigunpsauge 7 mit dem gesamten Schubgestänge verbundene Rudermaschine

befindet sich demnach ebenfalls in Nullagc.

Die durch die Bewegung der Rudermaschine von der Nullage heraus entstehende Verstellung der Steuerfläche ist in den Figuren dargestellt. Sie erfolgt im Rahmen der einzelnen Abbildung jeweils gemäß F i g. Ib und Ic duiY^:" bewege;¹, rks Befestignngsauges ' in Ju^-Papierebene in Horizontalrichtung, was eine entsprechende Verstellung des Befestigutigsaugcs 8 sowie dem damit verbundenen Ruderhorn und Steuerfläche nach oben oder unten zur Folge hat.

!n Fig. Ia und Ha ist die mittlere Position des gesamten Gestänges einschließlich Umlenkhebel zu sehen.

In Fig. Hb soll eine Verkleinerung der Länge des Rumpfes erfolgen. Der Abstand von Befestigungsauge 7 zu Befestigungsauge 8 wird also kleiner, da in diesem Beispiel davon ausgegangen wird, daß die Länge der Schubstangen 5 und 6 gleichgeblieben ist. Die Folge ist eine Verschwenkung des Hebels 1, ohne daß sich eine Änderung der Stellung des Ruders ergibt.

In Fig. Hc ist die Vergrößerung der Länge des Rumpfes dargestellt. Dies hat ein Verschwenken des Hebels 1 in die andere Richtung zur Folge.

In den Fig. Hb und lic kann auch ein Rumpf- bzw. Tragflügelbauteil als Träger des Steuergestänges ohne jede Längenänderung angenommen sein. Die Längenänderung betrifft in diesem Falle die Schubstangen 5 und 6. Fig. Ha zeig; eine mittlere Stellung, Fig. Ht /'.igi ''in'.· Stellung uei Vergrößerung iiei Lange d
Schübstangen 5 und 6, Γ i g. Iic zeigt eine Verkleinerung der Länge der Schubstangen 5 und 6. Fs ist auch hi ei ■j erkennbar, daß durch die Längenänderung der Schub- -langen keine Änderung der Ausgangsposition vor Rudermaschine und Steuerfläche erfolgt.

Γ ι g. III zeigl den Einbau zweier Steuergestänge ir den Rumpf eine.·» Modellflugzeuges. Bei diesem Ausfüh-

■;> n:r>rsbeispiel ist der Rumpf 10 aus einem Kunststoffmn teria! großer Bruchfestigkeit und Elastizität hergestellt wobei ein verhältnismäßig großer Ausdehnungskoeffi ziei;. vorliegt. Bc: Temperaturschwankungen ist alsc eine vergleichsweise große Längenänderung die Folge In der Mitte zwischen den Anlenkungen zu Rudermaschinen 21, 22 einerseits und Steuerflächen andererseits befindet sich eine Achswelle 11 mit zwei darauf drehbar gelagerten doppelarmigen, gleichseitigen Hebeln 12 und 13. Mit diesen Hebeln sind die Schubstangen 15 18 und 16,17 über Gabelköpfe drehbar verbunden. An den dem Hebel entgegengesetzt liegenden Enden der Schubstangen erfolgt die Anlenkung an die Rudermaschinen 21 und 22 und die Steuerflächen. Im Falle des Höhenruders handelt es sich um den Winkelhebel 23, das Seitenruder ist über einen Kugelgelenkkopf 24 mit dem zugehöriger Ruderhorn angeschlossen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Steuergestänge für ein Modellflugzeug, bei dem die Bauteile von Rumpf und/oder Tragflügel aus einem Material mit einem anderen Ausdehnungskoeffizient bestehen als die im Inneren zwischen Rudermaschine und Steuerfläche angeordnete Schubstange, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich von Längenänderungen die Schubstange (5, 6) mittig unterbrochen und mit den freien Enden (3,4) eines doppelarmigen, gieichseitigen Hebels (1) verbunden ist, der auf einer im Rumpf fest angeordneten Lagerung (2) schwenkbar gelagert ist.

2. Steuergestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einbau von zwei oder mehr unabhängig voneinander arbeitenden Schubstangen (16, 17; 15, 18) die Lagerung (2) für die doppelarmigen, gleichseitigen Hebel (12, 13) als Achswelle (11) ausgebildet ist.

3. Steuergestänge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (2) als einschraubbare, Distanzbuchsen aufweisende Achswelle (11) ausgebildet ist.

4. Steuergestänge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lagerung (2) bildende Achswelle (11) an beiden Enden in Buchsen gelagert ist, in die Befestigungselemente einschraubbar sind, die innen an den Stirnflächen der Achswelle (11) anliegen.