DE9404274U1

DE9404274U1 - Model airplane engine

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Publication number: DE9404274U1
Application number: DE9404274U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-03-14
Filing date: 1994-03-14
Publication date: 1994-06-23
Anticipated expiration: 2004-03-15

Description

Modellflugzeug-MotorModel airplane engine

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor für Modellflugzeuge.The present invention relates to an internal combustion engine for model aircraft.

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 12.000 bis 17.500 Umdrehungen pro Minute (Upm), bei Viertakt-Motoren ungefähr 10.000 bis 12.000 Upm. Dadurch 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 0 dämpfen. Ein weiterer Nachteil der Bauweise bekannter Modellflugzeug-Motoren ist das relativ geringe Drehmoment der Kurbelwelle. Maßstabsgetreue größere Propeller lassen sich damit nicht antreiben.Engines for model airplanes are usually two-stroke or four-stroke combustion engines that drive a propeller via a crankshaft. The speed of the propeller is approximately 12,000 to 17,500 revolutions per minute (rpm) for two-stroke engines and approximately 10,000 to 12,000 rpm for four-stroke engines. This drives propellers with a diameter of approximately 12.5 to 13.5 inches and a pitch of 10 to 15 inches. These high propeller speeds naturally generate a lot of noise. In order to comply with the noise emission limits applicable to model airfields, the engines must be built on average 50% larger than is actually necessary to achieve the required performance so that they can be sufficiently dampened. However, only combustion-specific noise sources such as intake noise and exhaust noise can be dampened without a significant loss of performance. The noise of the propellers, however, cannot be completely dampened. Another disadvantage of the design of known model airplane engines is the relatively low torque of the crankshaft. Larger, true-to-scale propellers cannot be driven with this.

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 hoherThe object of the present invention is therefore to provide a combustion engine for model aircraft with a low speed and a high torque, which is capable of driving large propellers with high

Steigung im Drehzahlbereich mit dem günstigsten Wirkungsgrad anzutreiben. Dieser Drehzahlbereich liegt etwa bei 4.000 bis 6.000 Upm.gradient in the speed range with the best efficiency. This speed range is around 4,000 to 6,000 rpm.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 der vorliegenden Erfindung gelöst.This object is solved by the features of claim 1 of the present invention.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind bei einem Verbrennungsmotor für Modellflugzeuge eine Kurbelwelle und eine von der Kurbelwelle angetriebene Nockenwelle vorgesehen, wobei sich die Nockenwelle mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle dreht und zugleich als Abtriebswelle für den an ihr befestigten Propeller ausgebildet ist.According to the present invention, a combustion engine for model aircraft is provided with a crankshaft and a camshaft driven by the crankshaft, wherein the camshaft rotates at half the speed of the crankshaft and is simultaneously designed as an output shaft for the propeller attached to it.

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 0 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 0 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 besondersThe present invention therefore relates in particular to four-stroke model aircraft engines, since normally only in four-stroke engines does the camshaft rotate at half the speed of the crankshaft. Since the camshaft is designed according to the invention as an output shaft for the propeller 0 attached to it, the propeller rotates at half the speed as in conventional designs in which the propeller is driven by the crankshaft. This significantly reduces propeller noise. Furthermore, there is a significant weight saving compared to conventional model aircraft engines, since the quieter propeller means that the rest of the engine does not have to be dampened as much and the entire engine can therefore be made much smaller and dimensioned according to the required power. This is a very important point, especially with 0 model aircraft, since the weight of the aircraft engine is a crucial factor. Furthermore, by halving the propeller speed, the torque of the engine or crankshaft on the camshaft used as the output shaft is almost doubled. This higher torque means that significantly larger propellers can be used, which means that for the first time, true-to-scale propellers can be used for model aircraft. This is particularly

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 4.000 bis 6.000 Upm betrieben werden. Aus all diesen oben genannten Faktoren ergibt sich eine wesentliche Vergrößerung des Schubes und damit der nutzbaren Leistung des Modellflugzeug-Motors.interesting for scale and semi-scale competitions. Another advantage of the model aircraft engine according to the present invention is that the propellers are operated in the most favorable efficiency range of 4,000 to 6,000 rpm. All of these factors mentioned above result in a significant increase in thrust and thus in the usable power of the model aircraft engine.

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.The camshaft is preferably driven by the crankshaft via a gear or gears. However, it is also possible to drive it using a toothed belt, a roller chain or similar.

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.It also makes sense to reinforce the camshaft bearings to accommodate the higher loads compared to previous designs. Accordingly, at least one of the camshaft bearings is designed as an angular contact ball bearing.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es handelt sich dabei um einen Zweizylinder-Boxermotor.A preferred embodiment of the present invention is described below with reference to the accompanying drawings. It is a two-cylinder boxer engine.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.Fig. 1 shows a cross section through the embodiment of the present invention.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel.Fig. 2 shows a longitudinal section through the embodiment shown in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Kurbelwelle 1 und eine Nockenwelle 2. Die beiden die Kurbelwelle 1 antreibenden Zylinder Zl 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.Fig. 1 shows a crankshaft 1 and a camshaft 2. The two cylinders Z1 and Z2 that drive the crankshaft 1 are only indicated. A gear 4 is attached to the crankshaft 1 and engages with a gear 5 attached to the camshaft 2. The crankshaft drives the camshaft using these two gears. The radius of the gear 4 attached to the crankshaft is half that of the gear 5 attached to the camshaft, so that the camshaft rotates at half the speed of the crankshaft.

Der Antrieb der Nockenwelle 2 durch die Kurbelwelle 1 kann ebenfalls über einen Zahnriemen, eine Rollenkette o.a. 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.The camshaft 2 can also be driven by the crankshaft 1 via a toothed belt, a roller chain or similar. However, the use of gears 4 and 5 as a camshaft drive has the advantage that part of the torque is neutralized by the opposite direction of rotation of the crankshaft and camshaft, so that the aircraft model does not become unstable when accelerating during flight.

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 Ausführungsbeispxel 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.Fig. 2 also shows the crankshaft 1, the camshaft 2 and the gears 4 and 5. The crankshaft is mounted on bearings 6 and drives the camshaft via the gears 4 and 5. The camshaft is mounted on bearings 7, of which in a preferred embodiment at least one is designed as an angular contact ball bearing. A propeller 3 is attached to the camshaft or to the extension of the camshaft, so that the camshaft is also designed as an output shaft for the propeller attached to it.

Claims

Expectations

1. Internal combustion engine for model aircraft with a crankshaft, a camshaft driven by the crankshaft, the camshaft rotating at half the speed of the crankshaft, and a propeller, characterized in that the camshaft is simultaneously designed as an output shaft for the propeller attached to it.

2. Combustion engine for model aircraft according to claim 1, characterized in that the camshaft is driven by the crankshaft via a gear or gears.

3. Combustion engine for model aircraft according to claim 1, characterized in that the camshaft is driven by the crankshaft via a toothed belt, a roller chain or the like.

4. Combustion engine for model aircraft according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one of the bearings of the camshaft is designed as an angular contact ball bearing.