DE4408572C1 - Verbrennungsmotor für Modellflugzeuge - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor für Modellflugzeuge.

Motoren für Modellflugzeuge sind üblicherweise Zweitakt- oder Viertakt-Verbrennungsmotoren, die über eine Kurbelwelle einen Propeller antreiben. Die Drehzahl des Propellers beträgt dabei bei Zweitakt-Motoren ungefähr 12000 bis 17500 Umdrehungen pro Minute (Upm), bei Viertakt-Motoren ungefähr 10000 bis 12000 Upm.

In der US-Patentschrift 2,559,079 ist ein Viertakt- Modelflugzeugmotor beschrieben, bei dem die Nockenwelle von einem Zahnrad angetrieben wird, das auf einer Stummelwelle sitzt und mit Hilfe eines Stiftes, der in eine Aussperrung des Kurbelzapfens eingreift, angetrieben wird. Diese Ausgestaltung soll ermöglichen, daß die Kurbelwelle abgenommen werden kann, ohne daß dabei die zeitliche Zuordnung der Ventilbetätigung verloren geht.

In der Zeitschrift "Modell", Heft 4/91, Seiten 282 bis 286 sind Neukonstruktionen von Modell-Verbrennungsmotoren beschrieben. Die für diese Motoren angegebenen Drehzahlen liegen zwischen 9800/min und 21000/min. Mit derartigen Motoren werden Propeller von ca. 12,5 bis 13,5 Zoll Durchmesser und einer Steigung von 10 bis 15 Zoll angetrieben.

Diese hohen Propeller-Drehzahlen erzeugen naturgemäß einen sehr starken Lärm. Um die für Modell-Flugplätze geltenden Lärm-Emissionsgrenzen einhalten zu können, müssen die Motoren durchschnittlich um 50% größer als zum Erreichen der erforderlichen Leistung eigentlich notwendig gebaut werden, damit sie hinreichend gedämpft werden können. Dabei lassen sich allerdings nur verbrennungsspezifische Lärmquellen wie das Ansauggeräusch und das Auspuffgeräusch ohne wesentlichen Leistungsverlust dämpfen. Das Geräusch der Propeller ist dagegen nicht zu dämpfen. Ein weiterer Nachteil der Bauweise bekannter Modellflugzeug-Motoren ist das relativ geringe Drehmoment der Kurbelwelle. Maßstabsgetreue größere Propeller lassen sich damit nicht antreiben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß darin, einen Verbrennungsmotor für Modellflugzeuge mit einer niedrigen Drehzahl und einem hohen Drehmoment zur Verfügung zu stellen, der in der Lage ist, große Propeller mit hoher Steigung im Drehzahlbereich mit dem günstigsten Wirkungsgrad anzutreiben. Dieser Drehzahlbereich liegt etwa bei 4000 bis 6000 Upm.

Diese Aufgabe wird durch die Merkinale des Anspruches 1 der vorliegenden Erfindung gelost.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind bei einem Verbrennungsmotor für Modellflugzeuge eine Kurbelwelle und eine von der Kurbelweile angetriebene Nockenwelle vorgesehen, wobei sich die Nockenwelle mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle dreht und zugleich als Abtriebswelle für den an ihr befestigbaren Propeller ausgebildet ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich damit insbesondere auf Viertakt- Modellflugzeugmotoren, da sich üblicherwiese nur bei Viertakt-Motoren die Nockenwelle mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle dreht. Da die Nockenwelle erfindungsgemäß als Abtriebswelle für den an ihr befestigten Propeller ausgebildet ist, dreht sich also der Propeller mit der halben Drehzahl als bei den üblichen Konstruktionen, bei denen der Propeller von der Kurbelwelle angetrieben wird. Dadurch wird eine deutliche Verringerung des Propellergeräusches erreicht. Weiterhin ergibt sich eine deutliche Gewichtseinsparung gegenüber den üblichen Modellflugzeug-Motoren, da aufgrund des leiseren Propellers der übrige Motor nicht so stark gedämpft werden muß und somit der gesamte Motor wesentlich kleiner gebaut und entsprechend der geforderten Leistung dimensioniert werden kann. Das ist gerade bei Modellflugzeugen ein sehr wichtiger Punkt, da das Gewicht des Flugzeugmotors eine entscheidende Größe darstellt. Außerdem wird durch die Halbierung der Propeller-Drehzahl das Drehmoment des Motors bzw. der Kurbelwelle an der als Abtriebswelle verwendeten Nockenwelle annähernd verdoppelt. Durch dieses größere Drehmoment können deutlich größere Propeller verwendet werden, wodurch zum ersten Mal vorbildgetreue, d. h. maßstabsgerechte Propeller für die Modellflugzeuge verwendet werden können. Das ist besonders für die Scale- und Semiscale-Wettbewerbe interessant. Ein weiterer Vorteil des Modellflugzeug-Motors gemäß der vorliegenden Erfindung ist, daß die Propeller in dem für sie günstigsten Wirkungsgradbereich von 4000 bis 6000 Upm betrieben werden. Aus all diesen oben genannten Faktoren ergibt sich eine wesentliche Vergrößerung des Schubes und damit der nutzbaren Leistung des Modellflugzeug-Motors.

Der Antrieb der Nockenwelle durch die Kurbelwelle erfolgt vorzugsweise über ein Zahnrad bzw. Zahnräder. Es ist aber ebenfalls möglich, den Antrieb mittels eines Zahnriemens, einer Rollenkette o. dgl. auszuführen.

Weiterhin ist es sinnvoll, die Lager der Nockenwelle entsprechend der im Vergleich zu den früheren Konstruktionen höheren Belastung zu verstärken. Demgemäß ist zumindest eines der Lager der Nockenwelle als Schrägkugellager ausgebildet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es handelt sich dabei um einen Zweizylinder-Boxermotor.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt eine Kurbelwelle 1 und eine Nockenwelle 2. Die beiden die Kurbelwelle 1 antreibenden Zylinder Z1 und Z2 sind nur angedeutet. An der Kurbelwelle 1 ist ein Zahnrad 4 befestigt, das in ein an der Nockenwelle 2 befestigtes Zahnrad 5 eingreift. Mittels dieser beiden Zahnräder treibt die Kurbelwelle die Nockenwelle an. Der Radius des an der Kurbelwelle befestigten Zahnrades 4 beträgt die Hälfte des an der Nockenwelle befestigten Zahnrades 5, so daß sich die Nockenwelle mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle dreht.

Der Antrieb der Nockenwelle 2 durch die Kurbelwelle 1 kann ebenfalls über einen Zahnriemen, eine Rollenkette o. ä. erfolgen. Die Verwendung von Zahnrädern 4 und 5 als Nockenwellenantrieb hat allerdings den Vorteil, daß durch die entgegengesetzte Drehrichtung von Kurbel- und Nockenwelle ein Teil der Drehmomente neutralisiert wird, so daß das Flugzeugmodell beim Gasgeben während des Fluges nicht instabil wird.

Fig. 2 zeigt ebenfalls die Kurbelwelle 1, die Nockenwelle 2 und die Zahnräder 4 und 5. Die Kurbelwelle ist auf Lagern 6 gelagert und treibt die Nockenwelle über die Zahnräder 4 und 5 an. Die Nockenwelle ist auf Lagern 7 gelagert, von denen in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zumindest eines als Schrägkugellager ausgebildet ist. Ein Propeller 3 ist an der Nockenwelle, bzw. an der Verlängerung der Nockenwelle befestigt, so daß die Nockenwelle zugleich als Abtriebswelle für den an ihr befestigten Propeller ausgebildet ist.

Claims (4)

1. Verbrennungsmotor für Modellflugzeuge mit einer Kurbelwelle, einer von der Kurbelwelle angetriebenen Nockenwelle, wobei sich die Nockenwelle mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle dreht, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle zugleich als Abtriebswelle für den an ihr befestigbaren Propeller ausgebildet ist.

2. Verbrennungsmotoer für Modellflugzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Nockenwelle durch die Kurbelwelle über ein Zahnrad bzw. Zahnräder erfolgt.

3. Verbrennungsmotor für Modellflugzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Nockenwelle durch die Kurbelwelle über einen Zahnriemen, eine Rollenkette o. dgl. erfolgt.

4. Verbrennungsmotor für Modellflugzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Lager der Nockenwelle als Schrägkuggellager ausgebildet ist.