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Vorrichtung zur Durchführung von Stellbewegungen im Modellbau Stand
der Technik Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Durchführung von Stellbewegungen
(Ruderausschläge) im Modellbau nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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Für die Bewegung beispielsweise von Rudern im Modellbau oder von sonstigen
zu bewegenden Teilen bei Einp heiten und Geräten, die zum Modellbau zu rechnen sind,
werden üblicherweise Rudermaschinen, und zwar sogenannte Servos verwendet, die in
einem gemeinsamen Gehäuse einen antreibenden Elektromotor, ein Getriebe und eine
elektrische Schaltung zur Ansteuerung des Elektromotors enthalten, die üblicherweise
auf
einer Elektronikplatine aufgebaut ist und auch so bezeichnet
wird. Das Gehäuse verfügt über Befestigungsflansche, wobei es durch die fortschreitende
Entwicklung und Miniaturisierung im allgemeinen möglich ist, solche Servos sehr
klein und kompakt aufzubauen. Das Gehäuse ist üblicherweise im Großen und Ganzen
quaderförmig aufgebaut, wobei der Ubertragungshebel, also der sich vom Getriebe
ausgehend nach außen durch die Gehäusewandung erstreckende Betätigungs- oder Antriebshebel
als Drehscheibe oder Drehkreuz, aber auch nur als Drehhebel sowie schließlich als
Linearschieber ausgebildet sein kann. Für die Bewegung von Rudern können auch zwei
gegenläufig bewegte Schieber am Servo verwendet werden. Zur Befestigung verfügen
die Servogehäuse entweder an je einer Schmalseite über einen Flansch mit Bohrungen
oder Schlitzen oder auch über zwei bis vier Löcher jeweils in den Ecken des Gehäuses.
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Es ist bekannt, zur Durchführung von Ruderbewegungen oder sonstigen
Stellbewegungen die Kraft von dem Ubertragungshebel des Servos zu dem jeweiligen
Ruder mit Hilfe von Gestängen oder Seilzügen zu übertragen.
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Aufgrund der üblicherweise im Schwerpunkt des Modells angeordneten
Servos können solche Gestänge oder Seilzüge, nicht zuletzt auch in ihrer Führung
bezüglich der Anlenkelemente am Modell,kompliziert aufgebaut und über lange Wege
sich erstreckend ausgebildet sein.
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Eine solche Anordnung erfordert einen großen Aufwand bezüglich der
Befestigung sowie der Gestänge- oder Seilzugelemente. Außerdem ist es erforderlich,
die Ruder selbst nochmals mit Scharnieren und Anlenkhebeln
zu versehen,
damit sie die Verdreh- oder Stellbewegung mit Bezug auf den hierzu relativ stationär
gehaltenen Teil des Modells auch durchführen können.
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Abgesehen von Gewichtsproblemen, die sich hier insbesondere bei Flugmodellen
nachteilig bemerkbar machen können, ergibt sich unvermeidbar und zur Erzielung einer
ausreichenden. Leichtgängigkeit auch eine gewisse Lose bzw. ein Spiel in den Elementen
des Ubertragungsgestänges bis zum Servo.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur
Durchführung von Stellbewegungen, insbesondere Ruderausschlägen im Modellbau zu
schaffen, die einfach und kostengünstig aufgebaut ist, im wesentlichen spielfrei
arbeitet und in einer Ausgestaltung gleichzeitig dazu eingesetzt werden kann, -mindestens
als zusätzliches Stütz scharnier den zu bewegenden Teil direkt zu lagern.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst diese
Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat gegenüber den
bekannten Systemen zur Durchführung von Stellbewegungen im Modellbau den Vorteil,
daß Ubertragungsgestänge oder Seilzüge zwischen dem jeweiligen, antreibenden Servo
und beispielsweise dem Ruder überflüssig sind und sich daher einerseits der Aufbau
des Modells vereinfacht, andererseits aber auch Möglichkeiten geschaffen werden,
die durch die Reduzierung an dieser Stelle einen gewünschten Mehraufwand und eine
entsprechende Ausgestaltung an anderer Stelle möglich machen.
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Besonders vorteilhaft ist noch, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine praktisch spielfreie und direkte Anlenkung etwa des Ruders an dem Tragflügel
eines Modellflugzeugs ermöglicht, wobei kleinere Ruder mit dem Servo und gegebenenfalls
mittels eines zusätzlichen Stützscharniers direkt gelagert werden können.
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Dabei ist es möglich, den Servo aufgrund seiner miniaturisierten Ausbildung
- etwa Anpassung an eine vorne abgerundete Ruderform - entweder direkt im zu bewegenden
Ruder oder in der zu diesem relativ stationären Tragflügel bei einem Modellflugzeug
anzuordnen.
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Durch die heute mögliche Microelektronik und die sonstige Miniaturisierung
läßt sich so der Einsatz solcher als Microservo bezeichneter Antriebssysteme universeller
ausgestalten und die erzielte Miniaturisierung tatsächlich wirksam auszunutzen.
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Ist der Servo direkt im Ruder eingebaut, dann können Stützscharniere-
oder Gegengelenke für die Servos, die beispielsweise aus elastischem Kunststoff
bestehen, im vorgegebenen Abstand paßgenau im Rumpf bzw. in der jeweiligen Gegenfläche,
also Dämpfungsfläche oder Tragflügel, befestigt werden; so daß zum Einbau des Ruders
die Stützscharniere lediglich auseinandergespreizt und das Ruder mit dem Servo eingerastet
wird.
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Durch die in den Unter ansprüchen aufgeführten Maß nach men sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen erfindungsgemäßen
Vorrichtung möglich.
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Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert Es zeigen:
Fig 1 in einer schematisierten perspektivischen Darstellung die Anlenkung eines
Ruders an eine Dämpfungsfläche oder einen Tragflügel bei direkter Einwirkungsmöglichkeit
des verwendeten Servos auf die Gelenkbewegung, Fig 2 eine Variante der Einwirkungsmöglichkeit
des Ubertragungshebels am Servo auf den zu bewegenden Teil in stark schematisierter
Darsteblung, Fig 3 eine weitere Variante der Stellgliedverbindung am Servo mit dem
zu bewegenden Teil oder umgekehrt, während die Fig. 4 eine letzte Variante zur Verbindung
des Servomotor ausgangs mit dem zu bewegenden Teil über das verbindende Gelenksystem
zeigt.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele Der Grundgedanke vorliegender
Erfindung besteht darin, das jeweilige Servo, unter welchem hier stets die in einem
gemeinsamen Gehäuse zusammen mit Elektromotor, Getriebe und Elektronikplatine angeordnete
Antriebseinrichtung zu verstehen ist, unmittelbar im Scharnier-oder Gelenkbereich
mit Bezug auf den zu bewegenden Teil so anzuordnen, daß die vom Servo ausgehende
Stellbewegung
ohne zwischengeschaltete Obertragungsgestänge oder Seilzüge direkt auf die Gelenkverbindung
einwirken kann.
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In Fig. 1 ist mit 1 eine Dämpfungsfläche, ein Tragflügel oder ein
sonstiges relativ stationäres Teil am Modell bezeichnet; der bewegte Teil oder das
Ruder ist mit 2 bezeichnet und in einem vorgegebenen Abstand zum Tragflügel 1 dargestellt,
zum besseren Verständnis der Erfindung. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Servo 3 im Ruder 2 gelagert und verfügt im übrigen über eine solche Form,
daß er sich einer gegebenen Innenkontur des Ruders 2 anpaßt, in dieses also ohne
Probleme integriert werden kann.
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Es versteht sich, daß zur Durchführung vorliegender Erfindung in vorteilhafter
Weise mit Servosystemen gearbeitet wird, die einerseits in besonderer Weise Leichtbautechniken
anwenden und andererseits auch von den Möglichkeiten zur Miniaturisierung der verwendeten
Schaltungselemente, aberauch der mechanischen Einrichtungen umfassend Gebrauch machen.
Bei dem Servo 3 im Ruder 2 der Fig. 1 ist die Vorderkante, wie bei 3a dargestellt,
abgerundet ausgebildet und folgt so der Außenkontur der Ruderfläche. Der die vom
Servo 3 erzeugte Stellbewegung nach außen übertragende Hebel oder Drehhebel ist
bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform als vom im Gehäuseinneren des Servo
3 angeordneten Getriebe ausgehender Vierkanthebel 4 ausgebildet und ist vorzugsweise
beidseitig aus dem Gehäuse ragend angeordnet. Zur Befestigung des Gehäuses des Servo
3 dienen Befestigungsmittel 5, nämlich Bohrungen am Gehäuse 6 des Servo 3 oder an
an diesem Gehäuse vorzugsweise einstückig
angeordnete Befestigungsflansche
7.
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Die das Ruder 2 lagernde Gegenfläche oder der Tragflügel 1 verfügt
über vorzugsweise zwei Stützscharo niere oder Gegengelenke 8a, 8b, die paßgenau
im vorgegebenen Abstand der Servobreite im Tragflügel 1 oder im Rumpf befestigt
sind. Die Art der Befestigung ist beliebig7 sie kann mit Hilfe von Bohrungen 9 an
den Stützscharnieren erfolgen, durch Klebung 0 dgl Die vorderen Enden der Stützscharniere
verfügen über den Antriebsvierkant 4 des Servos 3 aufnehmende, entsprechend ausgebildete
Vierkantlager 10, so daß zum Einbau des Ruders die Stützscharniere lediglich etwas
auseinandergespreizt werden müssen, woraufhin dann das Ruder mit dem Servo eingerastet
werden kann. Mit einer zusätzlichen Schraube, die in eine Bohrung 11 am Antriebsvierkant
4 eingeschraubt wird, kann das Ruder noch gesichert werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel
bildet also der Servo mit seinem die Antriebskraft unmittelbar übertragenden Ausgangs-Stellhebel
gleichzeitig auch das Scharnier oder die Lagerung für das zu bewegende Teil oder
das Ruder 2, so daß sich eine direkte und besonders spielfreie Ruder lagerung ergibt
bei extrem unkompliziertem Aufbau Es versteht nach, daß die Stützscharniere 8a,
8b aus einem geeigneten elastischen Kunststoff angefertigt sein können.
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Falls gewünscht, kann noch ein zusätzliches Hilfslagero scharnier
12 mit Drehpunkt bei 13 zurergänzendenAnlenkung und Lagerung des Ruders 2 vorgesehen
und sinnvollerweise in einigem Abstand zur direkten Servo-Scharnierlagerung angeordnet
sein.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist entsprechend einer Variante
vorliegender Erfindung der Servo 3' alternativ im relativ stationärem Modellbereich,
beispielsweise im Rumpf oder im Tragflügel 1 gelagert, während für das Ruder 2'
bei 14 ein Schwenklager gebildet ist. Die Übertragung der Stellbewegung vom Servo
3' auf das Ruder 2' erfolgt über einen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
als Halbzahnrad 15 ausgebildeten Ruderhebel, wobei die mit diesem Halbzahnrad kämmende
gezahnte Gegenfläche 16 unmittelbar Teil der vorderen, nämlich der im Rumpf oder
Tragflügel 1' zugewandten Ruderfläche ist oder einstückig an dieser befestigt sein
kann mit einer dem Ruderhebel-Halbzahnrad 15 entsprechenden Breite.
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Zur Vereinfachung der Lagerung ist es möglich, die den Drehpunkt 14
bildende Stützfläche 17 auch am Gehäuse des Servos 3' angeformt oder an diesem sonstwie
befestigt auszubilden, so daß gleichzeitig mit der Verbindung des Ruders 2 zur Kraftübertragung
bei der Stellbewegung die mechanische Anlenkung an den stationären Teil 1' erfolgen
kann.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sitzt der Servo 3' ebenfalls
in einem stationären Teil 1' des Modells; das Ruder 2' ist wie beim Ausführungsbeispiel
der Fig. 2 drehpunktgelagert und die Übertragung der Stellbewegung vom Servo erfolgt
mit Hilfe eines ein Langloch 18 aufweisenden Ruder-Stellhebels 19, dessen beidseitige
Endausschläge mit 19a, 19b bezeichnet und in Fig. 3 gestrichelt ausgeführt sind.
Wie auch in Fig. 2 sind die Ruderendausschläge jeweils mit 2a' und 2b' bezeichnet.
In das Langloch greift ein Gleitzapfen 18' eines stationär am Ruder befestigten
Gegenhebels 18a ein.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 stellt der in der Tragfläche
10 befestigte Servo 3" zunächst selbst den Tragarm oder Stützhebel 20 zur Schwenklagerbefestigung
des Ruders 2' mit Schwenkpunkt bei 14 zur Verfügung wobei die Übertragung der Stellbewegung
von einem mit Bezug auf das Ruder 2' quer zu diesem oder horizontal angeordneten
Ruderhebel 21 am Servo 3" auf einen entsprechenden, stationär am Ruder 2' befestigten
Gegenhebel 22 erfolgt, jeweils über eine oder gegebenenfalls auch beidseitig angeordnete,
an beiden Hebeln 21 und 22 dann gelenkig befestigte Zwischenstangen 23a, 23b. Die
solchermaßen ausgebildete Kraftübertragung für die Ruderstellbewegung verformt sich,
wie in der Zeichnung ebenfalls strichpunktiert bei 24 angedeutet, in den jeweiligen
Endpunkten zu Parallelogrammen mit schiefen Winkeln.
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Ein wesentlicher rrorteil der bei der Darstellung der Fig. 2, 3 und
4 dargestellten Lagerform der Servos 30, R 3tt in diesem Fall im Rumpf oder Tragflügel
1' besteht noch darin, daß hierfür auch herkömmliche Servos mit normalen Gehäuseabmessungen,
beispielsweise und vorteilhafterweise aber miniaturisierte Ausführungen verwendet
werden können, die auf einen geeigneten Halter 27 gesteckt oder an diesem befestigt
und so im Rumpf 13 angeordnet werden können. Der Halter selbst kann dann wieder
über geeignete Befestigungsmittel verfügen, etwa beidseitige Flansche 25 mit Bohrungen
26 für Befestigungsschrauben.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfindung besteht ferner
noch darin, daß bei der Ausführungsform der Fig. 2 auf dem Stützträger oder der
Stützfläche 17 ein zusätzliches Zwischen- oder Hilfszahnrad als loses Kraftübertragungselement
noch angeordnet werden kann, wobei die beiden Teile, nämlich Ruder 2" und Dämpfungsfläche,
Rumpf oder Tragflügel 1' in Längsrichtung weiter auseinanderrücken können, was auch
Vorteile in baulicher Form zur Erzielung gestreckterer Teilelemente haben kann.
Durch das Zwischenübertragungsrad läßt sich eine Übersetzung oder Untersetzung des
vom Servo 3' gelieferten Antriebsmoments erzielen, außerdem ergibt sich eine bei
der Ansteuerung des Servos gleich mit zu berücksichtigende Drehrichtungsumkehr.
Es versteht sich, daß in diesem Fall das Halbzahnrad 15 auch als normales Zahnrad,
wie bei solchen Servo zum Teil üblich, ausgebildet sein kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfindung besteht
darin, daß die Rudervorderkante, beispielsweise dort, wo in Fig. 2 bei 30 Abschulterungen
angedeutet sind, als selbständige Baueinheit, beispielsweise als geeignetes Kunststoffprofil
ausgebildet und in Verbindung mit der direkten Servo-Lagerung und spielfreien -Kraftübertragung
zugeordnet zu diesem angeboten wird. Ein solcher dem Servo zugeordneter Nasenholm
verfügt dann über geeignete Anspritzlinge oder Ausnehmungen oder Nuten für eine
später vorzunehmende Anordnung von Rippen und eine entsprechende Beplankung. Die
Rudervorderkante bildet also nach Art eines Nasenholms das Bauteil für das Rudergerüst
und ist dem Servo speziell zugeordnet, etwa in der in Fig. 2 dargestellten Art mit
miteinander kämmenden Halbzahnrädern, oder wie
soeben erwähnt,
unter Zwischenschaltung von losen Übertragungs rädern.
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Auch das jeweilige Gegenelement - es versteht sich, daß es innerhalb
des erfindungsgemäßen Rahmens liegt daß der Servo jeweils am bewegten Teil oder
an dem zu diesem relativ stationären Teil angeordnet werden kann -im vorliegenden
Fall also die Tragfläche 1 kann als Plastikprofil, mindestens im Grundgerüst, ausgebildet
sein und hinten oder an sonstiger geeigneter Stelle über Zungen zur Befestigung
des Servos verfügen.
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Schließlich soll noch auf eine weitere, innerhalb des erfindungsgemaßen
Rahmens liegende Variante in der Kraftübertragung vons Servoantriebsteil auf das
Ruder hingewiesen werden. Bildet man, wie schematisch in Fig. 2 schon dargestellt,
die beiden aneinandergrenzenden Flächenbereiehe von Ruder-Nasenholm und antreibendem
Halbzahnrad 15 des Servos nicht gezahnt, sondern lediglich als bündig aneinanderliegende
llalbkreisflächen aus, dann kann die spielfreie und sehr exakte Kraftübertragung
auch nach Art eines sogenannten Quadrantenantriebs mit Hilfe einer direkten Seil-
oder Bandverschränkung durchgeführt werden, die etwa so ausgebildet sein kann, wie
in Fig. 2 ergänzend noch eingezeichnet. Beispielsweise kann von der flalbflächenwölbung
des Servo -Antriebsteils, bei 31 befestigt, ein flaches Band oder ein Seil ausgehen,
welches zunächst, wie dünn gestrichelt ausgebildet, der Wölbung dieser Halbkreisfläche
nach innen folgt, am Berührungspunkt mit der anderen Halbkreisfläohe aber auf diese
übergeht und bei 32 befestigt ist. In entsprechender Weise verläuft dann ein bei
31' befestigtes
Band in der Gegenrichtung längs der Halbkreisfläche
des Servo-Antriebselements, kreuzt, in der Breite versetzt, das erste Band 33 und
setzt sich fort bis zum Befestigungspunkt 32' an der Ruderhalbkreisfläche. Bei Beibehaltung
eines Schwenk- oder Drehpunktes bei 14 erkennt man, daß sich eine spielfreie Kraftübertragung
vom Antriebselement des Servos auf das Ruder ergibt, wobei die Bänder lediglich
auf Zug beansprucht werden.
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Es versteht sich, daß alle in der Beschreibung, den nachfolgenden
Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale sowohl einzeln als auch in beliebiger
Kombination miteinander erfindungswesentlich sind, wobei auch innerhalb des erfindungsgemäßen
Rahmens liegende Varianten zur Erfindung gehören, beispielsweise die Ausbildung
des Antriebsvierkants bei Fig. 1 so, daß sich ein formschlüssiges Ineinandergreifen
der Teile ergibt; insofern ist jede unrunde Profilgestaltung verwendbar.
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