DE9116072U1 - Elektrischer Antrieb für ferngesteuerte oder freischwimmende/freifahrende/freifliegende Modelle (Auto-, Schiffs- oder andere, insbesondere aber Flugmodelle) - Google Patents

Description

Beschreibung

Elektrischer Antrieb für ferngesteuerte oder freischwimmende /freifahrende /freifliegende Modelle (Auto-, Schiffs- oder andere, insbesondere aber Flugmodelle).

Stand der Technik

Keine Sparte des Modellbausektors hat in den vergangenen etwa 10 Jahren eine solche Ausweitung erlebt wie der Elektroflug. Dies wurde im wesentlichen ermöglicht durch die Verfügbarkeit preiswerter Elektromotoren aus der Serienfertigung hoher Stückzahlen (Motoren der Firma Mabuchi, Hongkong, sind hier vor allem zu nennen), sowie von hochbelastbaren und schnelladefähigen Nickel-Cadmium-Akkumulatoren (z.B. der Firmen Sanyo, Varta, Panasonic etc).

Die führenden Modellbaufirmen stellen derzeit (Stand 1991) für den Elektroflug u.a. mehrere einstufige Stirnradgetriebe (meist im Untersetzungsbereich von 1,5:1 bis 5,5:1) zur Verfügung, die überwiegend aus Kunststoff bestehen, und teilweise mit Kugellagern nachrüstbar sind. Diese Getriebe sind bezüglich Größe, Form, Lage der Befestigungsbohrungen und Ritzelbohrung vorwiegend auf die "55O'er"-Serie und vergleichbare, preiswerte Motoren der Fa. Mabuchi abgestimmt, mit der auch viele leistungsstärkere Antriebe kompatibel sind. Diese Motoren werden mit einer Eingangsleistung von etwa 100 Watt aufwärts betrieben, benötigen also relativ schwere Akkus hoher Kapazität (vergL Retzbach 1991, Meyer 1989, Levin 1988).

Beschreibung des Mangels

In der Leistungsklasse von 20-100 Watt fehlt es dagegen, abgesehen von einigen sehr frühen, dann aber wieder eingestellten Entwicklungen der Firmen Carrera und Multiplex, an stabilen, leistungsfähigen Antrieben. Die zunehmende Miniaturisierung der Modellelektronik (Empfänger, Rudermaschinen, Drehzahlsteller), die sich zur Zeit bei den Modellfliegern immer weiter verbreitet, schafft aber ein ideales Umfeld für den Einsatz kleiner und leichter Aggregate.

Schwere Flugmodelle brauchen leistungsstarke Motoren, die ihrerseits große Akkus hoher Kapazität benötigen, was aber das Modellgewicht nach oben treibt, und damit wiederum noch höhere Antriebsleistungen erfordert Dieser Teufelskreis wird durch den Einsatz von Leichtmodellen durchbrochen. Hier genügt ein kleiner, relativ schwacher Motor, für den ein

leichter Akku geringer Kapazität völlig ausreichend ist Dennoch sind derartige Leichtmodelle den "schweren" in mancher Hinsicht überlegen (vergL Groß 1989; Groß 1990a):

- einfacher Aufbau der Flugzeugzelle (weniger gewichtsträchtige Verstärkungen sind nötig),

- geringeres Bmchrisiko bei harten Landungen wegen der kleineren Massenkräfte,

- bessere Ökonomie und geringerer Aufwand bei der Lade- und Regelelektronik,

- leichte Segler (genauer solche mit geringerer Flächenbelastung) sprechen besser auf Thermik an als schwere (längere Flugzeit aus einer Akkuladung).

Daß für derartige leichte Modellflugzeuge in der Tat ein wachsender Bedarf besteht, beweist die zunehmende Zahl der Veröffentlichungen von Eigenbauten (z.B. Glöckner 1991), Sonderkonstruktionen (z.B. Gardemin 1991) und Bauplänen (z.B. Groß 1990b) in Fachzeitschriften. Ein robuster, elektrischer Getriebemotor in einer Leistungsklasse deutlich unter 100 Watt wurde bisher vergeblich von der Modellbauindustrie gefordert

Problemlösung

Durch den hier vorgestellten Getriebemotor wird ein Antrieb, vorwiegend für Elektroflugzeuge, in dem Leistungsbereich von ca. 20-100 Watt geschaffen. Das Getriebe ist vorrangig auf den preiswerten, in zahlreichen Ausführungen am Markt erhältlichen Elektromotor RS-380 der Fa. Mabuchi, Hongkong, abgestimmt, wenngleich aber auch andere Motoren mit höherer oder geringerer Leistung montiert werden können. Das Aggregat ist leicht, kompakt, stabil und verlustarm, erfüllt also die Erfordernisse, wie sie an Antriebe für den Elektroflug gestellt werden. Zudem läuft es, im Gegensatz zu anderen Getriebemotoren, angenehm leise. Weitere Qualitäten ergeben sich wie dargestellt aus den Ansprüchen 1 bis

Ein besonderes Anwendungsfeld dieses Antriebs dürften kleine, sog. "Scale"- oder "Semi-Scale"-Modelle sein, also Modelle, die mehr oder minder stark ihren Vorbildern nachempfunden sind. Dabei sind es besonders die Mehrmotorigen, die die große Leistung starker Motoren gar nicht benötigen. Hier ist vor allem die Einsetzbarkeit verschiedener Untersetzungen hervorzuheben, die eine optimale Anpassung des Antriebs auf das Modell, die gewünschte Propellergröße, und nicht zuletzt die Fluggeschwindigkeit ermöglichen.

Die Verfügbarkeit leichter, verlustarm arbeitender Elektroantriebe geringer Leistung öffnet auch dem derzeit noch sehr jungen Feld des Solarfluges ein wenig mehr die Tür (vergL H. Bruß, 1991 a+b).

Quellenangaben:

Produktkataloge (Stand: 1991) der Firmen

- Johannes Graupner, Henriettenstr. 94-96,7312 Kirchheim-Teck,

- Robbe Modellsport GmbH, Postfach 1108,6424 Grebenhain 1,

- Aeronaut Modellbau, Stuttgarter Str. 18,7410 Reutlingen,

- Multiplex Modelltechnik GmbH, Neuer Weg 15,7532 Niefern-Öschelbrunn,

- Simprop Electronic/Walter Claas GmbH & Co, Ostheide 5,4834 Harsewinkel,

- Conrad Electronic, Klaus-Conrad-Str. 1, 8452 Hirschau.

Braß, Helmut (1991a): Eos - ein Modell für Elektroflug oder Solarflug. FMT-Sonderheft "Extra 8" (RC-Elektroflug 1991 /92), Verlag Technik und Handwerk, Baden-Baden, S. 28-33.

Braß, Helmut (1991b): Solar-Modellflug, 1 AufL, Verlag Technik und Handwerk, Baden-Baden.

Gardemin, Philipp (1991): Solar-Panda. FMT-Sonderheft "Extra 8" (RC-Elektroflug 1991 /92), Verlag Technik und Handwerk, Baden-Baden, S. 91-93.

Glöckner, Siegfried (1991): Mini-Elektroflugmodelle. FMT-Sonderheft "Extra 8" (RC-Elektroflug 1991 /92), Verlag Technik und Handwerk, Baden-Baden, S. 46-51.

Groß, Michael (1989): Guppy-88, ein Elektro-Ultraleicht für Jedermann. Flug- und Modelltechnik 7/89, VTH-Verlag Baden-Baden, S. 42-44.

Groß, Michael (1990a): Ultraleichter Elektroflug. Aufwind 3/90, Miba-Verlag Nürnberg, S.

Groß, Michael (1990b): Bauplan MT-1001, Elektrosegler "Guppy". Flug- und Modelltechnik 6/90, VTH-Verlag Baden-Baden, S. 10-14.

Levin, Hans-Dieter (1988): RC-Elektroflug. Neckar-Verlag, Villingen-Schwenningen.

Meyer, Helmut (1989): Elektro-Segelflugmodelle (3. Aufl.). Verlag Technik und Handwerk, Baden-Baden.

Retzbach, Ludwig (1991): Ratgeber Elektroflug. Neckar-Verlag, Villingen-Schwenningen.

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Bezugszeichenliste

Im folgenden sind die Erläuterungen zu den zwei Zeichnungen (Seite 6 und 7) angegeben:

Ia: Vorderseite des Getriebes Ib: Rückseite des Getriebes

- Bl: Bohrung 9,97 mm (als Passung für Kugellager 10 mm)

- B2: Bohrung 10 mm

- B3: Bohrung 3 mm (bzw. Gewinde M 3)

- B4: Bohrung 5 mm

- B5: Bohrung 2,8 mm

- B6: Bohrung 2,8 mm

- M-I und M-2 sind die Mittelpunkte der Kreise, die die Außenkontur des Gehäuses beschreiben.

Alle Maße sind Millimeterangaben.

Ha: Seitenansicht des Getriebes (ohne Abtriebszahnrad) mit Motor Hb: Detail-Zeichnung: Sitz des Abtriebszahnrads

- KL: Kugellager mit Flansch

- AW: Abtriebswelle

- GG: Getriebegehäuse

- MW: Motorwelle

- MS: Madenschraube

- RI: Ritzel

- BS: Befestigungsschraube

- EM: Elektromotor

- DS: Distanzscheibe

- LB: Lagerbuchse

- AZ: Abtriebszahnrad

Alle Maße sind Millimeterangaben.

Claims (3)

1. /ti

   Elektrischer Antrieb für ferngesteuerte oder freischwimmende/freifahrende/ freifliegende Modelle (Auto-, Schiffs- oder andere, insbesondere aber Flugmodelle), bestehend aus einem mittels Stirnradgetriebe untersetzten Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, daß

   1. das Getriebegehäuse aus einem Abschnitt eines geschlossenen Vierkant-Hohlprofils besteht, wodurch hohe Stabilität und Einfachheit des Aufbaus erreicht werden,

   l.a. das verwendete Hohlprofil aus einem leichten Metall (z.B. Aluminium) besteht, wodurch das Gewicht niedrig gehalten werden kann und zudem eine gute Wärmeableitung des daran befestigten Motors erreicht wird,

   l.b. das Getriebegehäuse zahlreiche zusätzliche Aussparungen und Bohrungen (B3-B6) enthält, welche

   - eine weitere Gewichtsreduzierung bewirken,

   - Befestigungsschrauben aufnehmen können (B3),

   - der Belüftung des Motors dienen (B4), sowie

   - die Montage verschiedener Motortypen mit unterschiedlichem Bohrungsabstand der Befestigungslöcher zulassen (B5, B6),

   l.c die ganze Einheit möglichst klein und kompakt gehalten wird,
2. 2. die Abtriebswelle beidseits kugelgelagert ist, wobei durch die Verwendung von Kugellagern mit innenliegendem Flansch, in Verbindung mit der Lagerbuchse des Abtriebszahnrads (sowie gegebenenfalls einer zusätzlichen Unterlegscheibe), automatisch eine paßgenaue, fluchtende und betriebssichere Anordnung entsteht,

   2.a. die Kugellager warm eingepaßt werden, um einen festen Sitz zu gewährleisten,

   2.b. die Zahnkränze sowohl des Motorritzels als auch des Abtriebszahnrads aus einem zäh-elastischen Material (z.B. Kunststoff) bestehen, wodurch eine große Laufruhe (geringes Betriebsgeräusch) erreicht wird,

   2.C. beide Zahnräder leicht ausgetauscht werden können, wodurch bei gleichbleibendem Achsabstand der Einsatz verschiedener Untersetzungen möglich ist, aber auch Metallzahnräder für höhere Belastungen eingebaut werden können,
3. 3. das Getriebe vorwiegend auf die Motorenserie "RS-380" (Leistungsbereich 20-100 Watt) der Firma Mabuchi, Hongkong, abgestimmt ist, aber auch die Befestigung anderer Motoren zuläßt