DE20104589U1

DE20104589U1 - Model helicopter

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Publication number: DE20104589U1
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Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2001-09-06
Anticipated expiration: 2011-03-15

Description

Ikarus ModellflugsportIkarus model aircraft sport

Inhaber: Norbert GrüntJensOwner: Norbert GrüntJens

Im Webertal 22
DE-78713 Schramberg-WaldmössingenIn Webertal 22
DE-78713 Schramberg-Waldmössingen

ModellhubschrauberModel helicopter

Die Erfindung betrifft einen Modellhubschrauber mit einem Rotorkopf mit um ihre Längsachse drehbaren Rotorblättern und mit an einer drehbaren Hiller-Stange angeordneten Hiller-Blättern, wobei Rotorblätter und Hiller-Blätter mit einer Rotorwelle verbunden sind.The invention relates to a model helicopter with a rotor head with rotor blades that can rotate about their longitudinal axis and with Hiller blades arranged on a rotatable Hiller rod, wherein the rotor blades and Hiller blades are connected to a rotor shaft.

Ein bekannter Hubschrauber besitzt in der Regel einen Hauptrotor und einen Heckrotor. Der Hauptrotor weist mindestens zwei Rotorblätter auf, die durch eine Rotorwelle angetrieben werden. Die Steuerung des Hubschraubers um die Quer- und Längsachse sowie die Vertikalbewegung (Steigen oder Sinken) werden durch Einstellwinkeländerung der einzelnen Rotorblätter bewirkt (Blattsteuerung). Durch ein Steuergestänge kann bei laufendem Rotor die Stellung aller Blätter gleichmässig und von der Umlaufstellung unabhängig (kollektive Blattverstellung) oder für die Einzelblätter unterschiedlich und von der UmlaufStellung abhängigA common helicopter usually has a main rotor and a tail rotor. The main rotor has at least two rotor blades that are driven by a rotor shaft. The control of the helicopter around the transverse and longitudinal axes as well as the vertical movement (climbing or descending) are achieved by changing the setting angle of the individual rotor blades (blade control). Using a control rod, the position of all blades can be adjusted evenly and independently of the rotation position (collective blade adjustment) or differently for the individual blades and dependent on the rotation position when the rotor is running.

(zyklische oder periodische Blattverstellung) verändert werden. Durch kollektive Blattverstellung wird die Grosse des Rotorschubes verändert und damit die Vertikalbewegung gesteuert. Durch zyklische Blattverstellung wird die Verteilung der Auftriebskraft über der Drehebene der Rotorblätter so verändert, dass in einer Halbkreisebene ein grösserer Auftrieb erzeugt wird, als in der gegenüberliegenden Halbebene. Dies bewirkt eine Neigung der Drehebene der Rotorblätter aus der horizontalen Lage und damit die zur Gewinnung einer Horizontalkraftkomponente erforderliche Neigung der Rotorkraft aus der senkrechten Richtung.(cyclic or periodic blade adjustment). Collective blade adjustment changes the magnitude of the rotor thrust and thus controls the vertical movement. Cyclic blade adjustment changes the distribution of the lift force over the plane of rotation of the rotor blades so that greater lift is generated in one semicircular plane than in the opposite half-plane. This causes the plane of rotation of the rotor blades to tilt from the horizontal position and thus the tilt of the rotor force from the vertical direction required to generate a horizontal force component.

Die kollektive Steuerung (Pitch-Funktion) eines Modellhubschraubers wird üblicherweise durch das Heben und Senken einer Taumelscheibe bewirkt. Dabei verlaufen zum einen Gestänge von der Taumelscheibe zu sogenannten BeIl-Hiller-Mischhebeln am Blatthalter, zum anderen verlaufen Gestänge zur Ansteuerung einer Hiller-Stange, die für die zyklische Steuerung erforderlich ist. Für die Hiller-Stange wird aber nur der zyklische Anteil benötigt, der kollektive Anteil wird durch einen Pitch-Kompensator aufgehoben.The collective control (pitch function) of a model helicopter is usually achieved by raising and lowering a swashplate. On the one hand, rods run from the swashplate to so-called Bell-Hiller mixing levers on the blade holder, and on the other hand, rods run to control a Hiller rod, which is required for cyclic control. However, only the cyclic part is required for the Hiller rod; the collective part is canceled out by a pitch compensator.

Die Hiller-Stange mit den Hiller-Blättern, die in der Regel senkrecht zu den Rotorblättern verlaufen, ist beim Modellhubschrauber vorgesehen, um die wesentlich geringere Masse des Modellhubschraubers auszugleichen. Ohne diese Hiller-Blätter neigt ein Modellhubschrauber in vielen Fällen zum Aufbäumen.
30The Hiller bar with the Hiller blades, which usually run perpendicular to the rotor blades, is provided on model helicopters to compensate for the significantly lower mass of the model helicopter. Without these Hiller blades, a model helicopter tends to rear up in many cases.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Antrieb eines Modellhubschraubers zu verbessern.The present invention is based on the object of improving this drive of a model helicopter.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass die Rotorblätter unabhängig von den Hiller-Blättern bewegbar sind.The solution to this problem is that the rotor blades can be moved independently of the Hiller blades.

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Das bedeutet, dass der Pitch-Kompensator dadurch ersetzt wird, dass die Nick- und Rollfunktion und die Pitch-Funktion mechanisch entkoppelt werden. Die roll- und Nickfunktion wird über eine direkte Verbindung von der Taumelscheibe zur Hiller-Stange gesteuert, während für die Pitch-Funktion eine eigene Bewegungseinrichtung vorgesehen ist.This means that the pitch compensator is replaced by mechanically decoupling the pitch and roll functions and the pitch function. The roll and pitch functions are controlled via a direct connection from the swashplate to the Hiller bar, while a separate movement device is provided for the pitch function.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist diese Bewegungseinrichtung eine Schiebehülse auf, welche der Rotorwelle aufgesetzt ist und auch entlang dieser Rotorwelle bewegbar ist. Die Bewegung der Schiebehülse kann beispielsweise durch einen Servomotor bewirkt werden, welcher eine beliebige Verbindung mit der Schiebehülse aufweist. Um nicht die Drehung des gesamten Rotorkopfes zu behindern, dürfte es sich als ratsam erweisen, die Schiebehülse zwischen der Taumelscheibe und den Rotorblättern anzuordnen, wobei beispielsweise eine antriebsseitige Verbindung der Schiebehülse mit dem 0 Servomotor durch die Rotorwelle selbst hindurch geschehen kann. Hier sind aber viele Möglichkeiten denkbar und sollen vom vorliegenden Erfindungsgedanken umfasst sein.In the present embodiment, this movement device has a sliding sleeve which is placed on the rotor shaft and can also be moved along this rotor shaft. The movement of the sliding sleeve can be effected, for example, by a servo motor which has any connection to the sliding sleeve. In order not to hinder the rotation of the entire rotor head, it may prove advisable to arrange the sliding sleeve between the swash plate and the rotor blades, whereby, for example, a drive-side connection of the sliding sleeve to the servo motor can be made through the rotor shaft itself. However, many possibilities are conceivable here and should be covered by the present inventive concept.

Ferner besitzt die Schiebehülse eine gelenkige Verbindung 5 mit den Rotorblättern und zwar über entsprechende Schubstangen und Winkelgestänge. Die Ausgestaltung der Winkelgestänge ist so ausgelegt, dass ein Drehen der Rotorblätter um ihre Längsachse möglich wird. Auch hier sind viele Möglichkeiten denkbar.
30Furthermore, the sliding sleeve has an articulated connection 5 with the rotor blades via corresponding push rods and angle rods. The design of the angle rods is such that it is possible to rotate the rotor blades around their longitudinal axis. Many possibilities are conceivable here too.
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Für die Hiller-Stange verbleibt es bei ihrer Anlenkung an die Taumelscheibe. Dies geschieht über entsprechende Gestänge und Winkelgestänge. Die Taumelscheibe übernimmt ausschliesslich die zyklische Bewegung der Hiller-Blätter. Die kollektive Steuerung wird von der SchiebehülseThe Hiller rod remains connected to the swash plate. This is done via appropriate rods and angle rods. The swash plate only takes over the cyclic movement of the Hiller blades. The collective control is carried out by the sliding sleeve

übernommen und hängt ausschliesslich von der Person am Steuer ab.and depends solely on the person behind the wheel.

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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur eine perspektivische und schematische Darstellung eines Teils eines Rotorkopfes für einen Modellhubschrauber.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred embodiments and from the drawing, which shows in its only figure a perspective and schematic representation of a part of a rotor head for a model helicopter.

Von einem nicht näher gezeigten Antrieb für Rotorblätter 1.1 und 1.2 ist lediglich eine Rotorwelle 2 gezeigt, welche um ihre Längsachse A dreht. Die Rotorblätter 1.1 und 1.2 sind mit der Rotorwelle 2 verbunden, was jedoch nicht näher gezeigt ist. Die Rotorblätter 1.1 und 1.2 selbst drehen ebenfalls um ihre Längsachse B, was durch die Doppelpfeile 3 angedeutet ist.Of a drive for rotor blades 1.1 and 1.2, which is not shown in detail, only a rotor shaft 2 is shown, which rotates about its longitudinal axis A. The rotor blades 1.1 and 1.2 are connected to the rotor shaft 2, but this is not shown in detail. The rotor blades 1.1 and 1.2 themselves also rotate about their longitudinal axis B, which is indicated by the double arrows 3.

Etwa senkrecht zu der Längsachse B verläuft eine Hiller-Stange 4, an der beidseits Hiller-Blätter 5.1 und 5.2 angeordnet sind. Die Hiller-Stange 4 ist ebenfalls mit der Rotorwelle 2 (nicht gezeigt) verbunden und dreht um ihre Längsachse, was durch den Doppelpfeil 6 angedeutet ist. Diese Drehung wird durch eine Taumelscheibe 7 bewirkt, welche die Rotorwelle 2 umgibt. Die Taumelscheibe 7 weist sich diagonal gegenüberliegend zwei Anlenkungspunkte 8.1 und 8.2 auf, von denen jeweils ein Gestänge 9.1 und 9.2 aufragt. Am Ende des Gestänges 9.1 bzw. 9.2 befindet sich jeweils eine weitere Anlenkung 10.1 und 10.2 und ein Winkelgestänge 11.1 bzw. 11.2, welches mit der Hiller-Stange verbunden ist. Beide Winkelgestänge 11.1 und 11.2 liegen in etwa einer Ebene, jedoch jedes auf einer Seite der Hiller-Stange 4.A Hiller rod 4 runs approximately perpendicular to the longitudinal axis B, on which Hiller blades 5.1 and 5.2 are arranged on both sides. The Hiller rod 4 is also connected to the rotor shaft 2 (not shown) and rotates about its longitudinal axis, which is indicated by the double arrow 6. This rotation is caused by a swash plate 7 which surrounds the rotor shaft 2. The swash plate 7 has two diagonally opposite articulation points 8.1 and 8.2, from each of which a rod 9.1 and 9.2 protrudes. At the end of the rod 9.1 or 9.2 there is another articulation 10.1 and 10.2 and an angle rod 11.1 or 11.2, which is connected to the Hiller rod. Both angle rods 11.1 and 11.2 lie in approximately the same plane, but each on one side of the Hiller rod 4.

Die Taumelscheibe 7 besteht bekanntermassen aus einem Innenring 12, welcher zusammen mit der Rotorwelle 2 und den Blättern 1.1 rotiert. Dieser Innenring 12 sitzt einem Aussenring 13 auf, der nicht mitdreht und mit SteuerstangenThe swash plate 7 consists of an inner ring 12, which rotates together with the rotor shaft 2 and the blades 1.1. This inner ring 12 sits on an outer ring 13, which does not rotate and is connected to control rods

17.1 und 17.2 mit einem entsprechenden Antrieb verbunden ist, der ein Taumeln des Aussenrings 13 bewirkt.17.1 and 17.2 is connected to a corresponding drive which causes the outer ring 13 to wobble.

Unabhängig von der Taumelscheibe 7 sind die Rotorblätter 1.1 und 1.2 über jeweils ein weiteres Winkelgestänge 14.1 und 14.2 und eine Schubstange 15.1 und 15.2 mit einer Schiebehülse 16 verbunden, die oberhalb von der Taumelscheibe 7 angeordnet ist und entlang der Rotorwelle 2 verschoben werden kann.
10Independently of the swash plate 7, the rotor blades 1.1 and 1.2 are each connected via another angle rod 14.1 and 14.2 and a push rod 15.1 and 15.2 to a sliding sleeve 16 which is arranged above the swash plate 7 and can be moved along the rotor shaft 2.
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Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:The operation of the present invention is as follows:

Die Rotorwelle 2 dreht um die Längsachse A, wie dies durch den Pfeil Z angedeutet ist. Da die Rotorblätter 1.1 und 1.2 und die Hi Her-Stange 4 mit der Rotorwelle 2 verbunden sind, drehen diese mit. Ebenso drehen die Winkelgestänge 11.1 und 11.2 sowie 14.1 und 14.2 und das Gestänge 9.1 und 9.2 bzw. die Schubstangen 15.1 und 15.2. Gleichfalls drehen die Schiebehülse 16 und der Innenring 12 der Taumelscheibe 7 mit.The rotor shaft 2 rotates about the longitudinal axis A, as indicated by the arrow Z. Since the rotor blades 1.1 and 1.2 and the high-low rod 4 are connected to the rotor shaft 2, they rotate with it. The angle rods 11.1 and 11.2 and 14.1 and 14.2 and the rods 9.1 and 9.2 or the push rods 15.1 and 15.2 also rotate. The sliding sleeve 16 and the inner ring 12 of the swash plate 7 also rotate.

Die Steuerstangen 17.1 und 17.2 bewegen sich zyklisch entgegengesetzt auf und ab, wie dies durch die Pfeile 18.1 und 18.2 angedeutet ist. Dabei macht der Aussenring 13 eine taumelnde Bewegung, die auf den Innenring 12 übertragen wird. Diese Bewegung wird wiederum über das Gestänge 9.1 bzw. 9.2 auf das Winkelgestänge 11.1 bzw. 11.2 übertragen, so dass die Hiller-Stange und damit die Hiller-Blätter 5.1 und 5.2 zyklisch entsprechend dem Doppelpfeil 6 gedreht bzw. angestellt werden. Dies bewirkt eine Stabilisierung aber auch eine Steuerbeeinflussung des Fluges des Hubschraubers.The control rods 17.1 and 17.2 move cyclically up and down in opposite directions, as indicated by the arrows 18.1 and 18.2. The outer ring 13 makes a wobbling movement, which is transferred to the inner ring 12. This movement is in turn transferred via the rods 9.1 or 9.2 to the angle rods 11.1 or 11.2, so that the Hiller rod and thus the Hiller blades 5.1 and 5.2 are cyclically rotated or adjusted according to the double arrow 6. This stabilizes but also influences the control of the helicopter's flight.

Durch das Anstellen der Rotorblätter 1.1 und 1.2 wird der Flug des Hubschraubers beeinflusst. Diese kollektiveBy adjusting the rotor blades 1.1 and 1.2, the flight of the helicopter is influenced. This collective

Blattverstellung erfolgt durch ein Anheben oder Absenken der Schiebehülse 16 in Richtung des Doppelpfeiles 18. Dabei wirken die Schubstangen 15.1 und 15.2 auf das jeweilige Winkelgestänge 14.1 bzw. 14.2 und die Rotorblätter 1.1 und 1.2 werden in dem gewünschten Umfang gedreht. Damit ist die Steuerung der Rotorblätter 1.1 und 1.2 völlig unabhängig von der zyklischen Bewegung der Hiller-Blätter 5.1 und 5.2.Blade adjustment is carried out by raising or lowering the sliding sleeve 16 in the direction of the double arrow 18. The push rods 15.1 and 15.2 act on the respective angle rods 14.1 and 14.2 and the rotor blades 1.1 and 1.2 are rotated to the desired extent. This means that the control of the rotor blades 1.1 and 1.2 is completely independent of the cyclical movement of the Hiller blades 5.1 and 5.2.

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DR. PETER WEISS & DIPL.-ING. A. BRECHTDR. PETER WEISS & DIPL.-ING. A. BRECHT

Patentanwälte European Patent AttorneyPatent attorneys European Patent Attorney

Aktenzeichen: G 1135/DE Datum: 11.03.2001Reference number: G 1135/DE Date: 11.03.2001

PositionszahlenlistePosition number list

11 RotorblätterRotor blades 3434 6767 LängsachseLongitudinal axis 22 RotorwelleRotor shaft 3535 6868 33 DoppelpfeilDouble arrow 3636 6969 LängsachseLongitudinal axis 44 Hiller-StangeHiller rod 3737 7070 55 Hiller-BlattHiller-Blatt 3838 7171 Drehungrotation 66 DoppelpfeilDouble arrow 3939 7272 77 TaumelscheibeSwashplate 4040 7373 88th AnlenkungspunktArticulation point 4141 7474 99 GestängeRods 4242 7575 1010 AnlenkungLinkage 4343 7676 1111 WinkelgestängeAngle rods 4444 7777 1212 InnenringInner ring 4545 7878 1313 AussenringOuter ring 4646 7979 1414 WinkelgestängeAngle rods 4747 1515 SchubstangePush rod 4848 1616 SchiebehülseSliding sleeve 4949 AA 1717 SteuerstangeControl rod 5050 1818 DoppelpfeilDouble arrow 5151 BB 1919 5252 2020 5353 ZZ 2121 5454 2222 5555 2323 5656 2424 5757 2525 5858 2626 5959 2727 6060 2828 6161 2929 6262 3030 6363 3131 6464 32 ,32 , 6565 3333 6666

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Zusainmenfas sungSummary

Bei einem Modellhubschrauber mit einem Rotorkopf mit um ihre Längsachse drehbaren Rotorblättern und mit an einer drehbaren Hiller-Stange angeordneten Hiller-Blättern, wobei Rotorblätter und Hiller-Blätter mit einer Rotorwelle verbunden sind, sollen die Rotorblättern unabhängig von den Hiller-Blättern bewegbar sein.In a model helicopter with a rotor head with rotor blades that can rotate about their longitudinal axis and with Hiller blades arranged on a rotatable Hiller rod, whereby the rotor blades and Hiller blades are connected to a rotor shaft, the rotor blades should be able to move independently of the Hiller blades.

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Claims

1. Model helicopter with a rotor head with rotor blades ( 1.1 , 1.2 ) rotatable about their longitudinal axis (B) and with Hiller blades ( 5.1 , 5.2 ) arranged on a rotatable Hiller rod ( 4 ), wherein rotor blades ( 1.1 , 1.2 ) and Hiller blades ( 5.1 , 5.2 ) are connected to a rotor shaft ( 2 ), characterized in that the rotor blades ( 1.1 , 1.1 ) are movable independently of the Hiller blades ( 5.1 , 5.2 ).

2. Model helicopter according to claim 1, characterized in that a movement device is connected to the rotor blades ( 1.1 , 1.2 ), which rotates the rotor blades ( 1.1 , 1.2 ) about their longitudinal axis (B).

3. Model helicopter according to claim 2, characterized in that the movement device has a sliding sleeve ( 16 ) which is placed on the rotor shaft ( 2 ) and can be moved along the rotor shaft ( 2 ).

4. Model helicopter according to claim 3, characterized in that the sliding sleeve ( 16 ) is connected to a servo motor for its movement along the rotor shaft ( 2 ).

5. Model helicopter according to claim 3 or 4, characterized in that the sliding sleeve ( 16 ) is connected to the rotor blades ( 1.1 , 1.2 ) via push rods ( 15.1 , 15.2 ) and angle rods ( 14.1 , 14.2 ).

6. Model helicopter according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the Hiller rod ( 4 ) is connected to a swash plate ( 7 ) and this is arranged around the rotor shaft ( 2 ).

7. Model helicopter according to claim 6, characterized in that the swash plate ( 7 ) has diagonally opposite articulation points, which are each connected to the Hiller rod via opposite articulation points.